Evrendeki antimaddenin ortadan kayboluşunun gizemini ortaya çıkarmanın anahtarı zaman içinde mi?
neden Gözlemlenebilir evren Neredeyse hiç antimadde içermiyor mu? Bir antimadde parçacığı, maddesiyle aynı kütleye sahiptir, ancak tersi yüke sahiptir. Laboratuvarda çok az miktarda antimadde üretilebilir. Bununla birlikte, antimadde evrenin başka bir yerinde neredeyse hiç görülmez. Fizikçiler, evrenin erken tarihlerinde madde ve antimadde miktarlarının eşit olduğuna inanıyor. Antimadde Nasıl kayboldu? Michigan Eyalet Üniversitesi'nden bir araştırmacı, bu sorunları incelemek için Modern Fizik İncelemeleri'nde bir makale yayınladı.
Brocade Park: Michigan Eyalet Üniversitesi Nadir İzotop Işını (FRIB) tesisinde fizik profesörü yardımcısı Jaideep Taggart Singh, katılardaki atomları ve molekülleri incelemek için lazerler kullanıyor.Singh'in Michigan Eyalet Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nde ortak bir randevusu var. Cevap, atom altı parçacıklar arasındaki kuvvetin doğasından kaynaklanıyor olabilir. Zaman geriye gittiğinde (geri akış) Bu kuvvetler aynı değil. Fizikçinin teorisine göre, bu zaman tersine çevirme ihlali, evrendeki eksik antimaddenin gizemini çözmek için gerekli olan anahtar bir unsurdur. Bu kez ihlal kuvvetinin tersine çevrilmesi, parçacığın bir tür Kalıcı elektrik dipol momenti (EDM) Doğa.
60 yıldan fazla bir süredir, fizikçiler artan doğrulukla elektrik kıvılcımları arıyorlar, ancak bunlar hiç gözlemlenmedi. Bununla birlikte, son parçacık fiziği teorileri ölçülebilir EDM'leri öngörmektedir. Bu, nötronlar, moleküller ve atomlar gibi sistemlerdeki EDM'ler hakkında dünya çapında araştırmalara yol açmıştır. EDM araştırması genellikle kontrollü bir manyetik alanda çalışan atomik saatleri içerir ( Uzayda tekdüze ve zaman içinde kararlı ). Bir elektrik alanında, sıfır olmayan elektriksel deşarj işlemeli (EDM) ultra kararlı atomik saatler biraz daha hızlı veya daha yavaş çalışacaktır. Bu tür bir deneyin başarısı, fizikçinin çevredeki manyetik alanı ve diğer çevresel faktörleri iyi kontrol edip edememesine bağlıdır.
Radyum ve cıva gibi atomların kalıcı elektrik dipol momentine (EDM) esas olarak nükleer ortamdan gelen kuvvet neden olur. Bu kuvvetler üzerindeki mevcut en iyi sınır cıva-199 atomlarından gelmektedir. Seattle'daki Washington Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, cıva (hg) -199 saatinin her 400 yüzyılda bir saniyeden daha az bir hataya sahip olduğunu buldular. Bu deney, çevresel faktörlere çok duyarlı olmayan bir saat yaratmadığı sürece geliştirilemez. Rakip bir deney, Michigan Eyalet Üniversitesi Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından geliştirilen radyum-225'in EDM'sini bulmak ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi İşbirliği. Nadir izotop radyum-225 çekici bir alternatiftir. "Armut biçimli" çekirdeği (resme bakın), neredeyse küresel cıva-199 çekirdeği ile karşılaştırıldığında, gözlemlenebilir EDM'yi birkaç kat büyütür.
Michigan Eyalet Üniversitesi Nadir İzotop Işın Araştırma Merkezi'nde yardımcı doçent olan Jaideep Singh, laboratuvarında manyetik koruma kullanıyor. Resim: Michigan Eyalet Üniversitesi
Rekabetçi bir deney yapmak için, bir radyum-225 saatinin yalnızca her iki yılda bir saniyeden daha az kararlı olması gerekir. Bu zordur, ancak uygulanabilirdir. Şu anda, radyum saatlerinin hassasiyeti yalnızca mevcut atom sayısıyla sınırlıdır (günde yaklaşık 0.000005 mg). Gelecekte, orijinal asit -229'un nadir izotopu gibi daha "armut biçimli" atom çekirdeğinin kullanılması, bu EDM aramalarının hassasiyetini 1.000 kat artırabilir. Başka bir deyişle, bir proton atom saatiyle yapılan rekabetçi bir deney, yalnızca günde bir saniyeden daha kısa bir süre stabilize olmalıdır. Singh: Gördüğümüz her şey ve diğer gözlemlenebilir evrenler var çünkü Antimadde Evren doğduğunda ortadan kayboldu.
Resim: Michigan Eyalet Üniversitesi
Bul Zamanın tersine çevrilmesi Yeni ihlal kaynağı, nadir bulunan armut biçimli çekirdeklerin kullanılması olabilir. Bunun nasıl olduğunu açıklamaya başlayacak . FRIB, radyum-225 gibi çok sayıda armut şekilli çekirdek ve ilk kez proto-aktinyum-229 üretecek. Bu, benzeri görülmemiş hassasiyete sahip bir EDM bulmayı mümkün kılacak ve böylece antimadde gizemini çözecektir. Michigan Eyalet Üniversitesi, FRIB'yi ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi Nükleer Fizik Ofisi için yeni bir bilimsel kullanıcı tesisi olarak kabul etti. FRIB yapım aşamasındadır ve Michigan Eyalet Üniversitesi tarafından işletilmektedir.Nükleer fiziği, nükleer astrofiziği, temel etkileşimleri ve tıp dahil toplumdaki uygulamaları daha iyi anlamak için bilim insanlarının nadir izotopların özelliklerini keşfetmelerini sağlayacaktır. İç güvenlik ve endüstri.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Michigan Eyalet Üniversitesi
Referans Dergi Literatürü: "Modern Physics Review"
DOI: 10.1103 / RevModPhys.91.015001
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
