Medžioklė, Kodėl Mes Egzistuoja, Pasirodo Keistam Atominiam Skilimui

{h1}

Fizikai bando sugauti atomus nepageidaujamame dvigubos beta beta skilimo procese, kuris mums galėtų paaiškinti, kodėl čia visko yra.

Niekada nematytas radioaktyvumo tipas galėtų paaiškinti, kodėl materija, įskaitant žmones, egzistuoja šiandien. Ir dabar fizikų komanda pradėjo eksperimentą, kad surastų keistąjį rutulio fenomeną.

Kai Visata pirmą kartą susiformavo prieš maždaug 13,7 milijardo metų, dabartinės teorijos sako, kad Didžiojo sprogimo metu turėjo būti pagamintas lygus medžiagos kiekis ir keistas jos pusbrolis - antimaterija. Fizikai žino, kad kai jie susiliečia, jie sunaikina vienas kitą. Vis dėlto, jei taip būtų, niekas neturėtų egzistuoti, išskyrus fotonus ir neutrinus. Ir vis dėlto štai mes. Skaičiavimai rodo, kad buvo šiek tiek daugiau nei antimedžiaga - tik tiek, kad viskas egzistuoja, bet kodėl?

Vienas iš būdų paaiškinti šios medžiagos ir antimedžiagos asimetriją yra ieškoti tam tikrų skirtumų tarp šių dviejų elementų, be krūvio, kurie galėtų paaiškinti materijos pranašumą. Tai didelis klausimas šiuolaikinėje fizikoje, nes kitaip materija ir antimaterija pagal šiuolaikines teorijas turėtų elgtis taip pat. [18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje]

Keistai neutrinai

Šiame naujame tyrime fizikai siekia vadinamojo neutrininio dvigubo beta irimo. Paprastai kai kurie radioaktyviųjų atomų nestabilūs branduoliai praranda neutroną per beta skilimą - neutralonas virsta protonu, išskirdamas elektroną ir mažą dalelę, vadinamą elektronu antineutrino. Taip pat gali atsirasti veidrodinis vaizdas, kuriame protonas virsta neutronu, išskirdamas pozitroną ir elektroną neutriną - normaliosios medžiagos priešingybę antineutrinui. Dvigubas beta beta skilimas įvyksta, kai išsiskiria du elektronai ir du antineutrinai (neutrinų antimaterijos priešininkai): iš esmės beta skilimas vyksta du kartus. Mokslininkai jau seniai teoretikavo neutrinotinę šio proceso versiją - tai rodo, kad du neutrinai prieš išlaisvindami iš atomo sunaikino vienas kitą. Iš esmės neutrinas elgiasi kaip savo paties antimedžiagos brolis.

(Po dalelių materijos, kurios yra jų pačios dalelės, vadinamos Majorana fermionais po italų fiziko Ettore Majorana, kuris 1937 m. Iškėlė hipotezę apie jų egzistavimą.)

Jei neutrinai ir antineutrinai elgiasi skirtingai vienas nuo kito, tai galėtų padėti paaiškinti, kodėl visa materija nebuvo sunaikinta tuo metu, kai susiformavo visata. [5 išskirtinės dalelės, kurios gali paslėpti visatoje]

Aptikus puvimo

Vis dėlto rasti šį keistą įvykį sunku, nes yra tiek daug foninio „triukšmo“, - sakė Bernhard Schwingenheuer, „GERmanium Detector Array“ (GERDA) atstovas spaudai. Fono „triukšmas“ daugiausia kyla iš kosminių spindulių.

Eksperimento metu fizikai turėjo atsižvelgti į foninį triukšmą, daugiausia dėl kosminių spindulių. Taigi jie uždengė skysto argono aplinką esančio vandens rezervuaro vidines sienas atspindinčia folija, kad pagerintų šviesos aptikimą ir leistų atpažinti kosminius muonus (susidarančius, kai kosminiai spinduliai sąveikauja su Žemės atmosfera).

Eksperimento metu fizikai turėjo atsižvelgti į foninį triukšmą, daugiausia dėl kosminių spindulių. Taigi jie uždengė skysto argono aplinką esančio vandens rezervuaro vidines sienas atspindinčia folija, kad pagerintų šviesos aptikimą ir leistų atpažinti kosminius muonus (susidarančius, kai kosminiai spinduliai sąveikauja su Žemės atmosfera).

Kreditas: K. Freundo / GERDA bendradarbiavimas

Taigi fizikai kreipėsi į GERDA. Nedidelis požeminėje laboratorijoje, Italijoje, GERDA eksperimentas susideda iš detektorių skysto argono vonioje, praturtintoje germanium-76 izotopu, kuris yra silpnai radioaktyvus. Jo pusinės eliminacijos laikas yra 1,78 x 1021 metų (arba 1,78 milijardo trilijonų metų) - tai reiškia, kad reikia tiek laiko, kol pusė jo atomų virsta selenu, o tai yra daugybe laipsnių ilgesnis nei 14 milijardų metų visatos amžius.

Paprastai germanis skleis du elektronus ir du elektronus antineutrinus - įprastą dvigubą beta procesą -, kai jis virsta lėtu skilimu. Fizikai norėjo išsiaiškinti, ar taip nutinka niekada neišlaisvinant neutrinų: ilgai laukto neutrininio dvigubo beta irimo.

Turint tokį ilgą pusinės eliminacijos periodą, galima pamanyti, kad tai užtruks per ilgai, tačiau pusinės eliminacijos laikas yra tikimybinis reiškinys. Štai kodėl eksperimentatoriai sunaudojo apie 84 svarus. germanio, sumaišyto su skystu argonu, gaunamas maždaug 4,5 x 1025 (arba 45 trilijonai trilijonų) atomų, tai reiškia, kad bent keli iš jų turėtų būti suardyti, kol mokslininkai stebi.

GERDA komanda rinko duomenis apie septynis mėnesius, nuo 2015 m. Gruodžio mėn. Iki 2016 m. Birželio mėn. Jie nerado skilimo, tačiau galėjo nustatyti mažesnę ribą, kiek dažnai skilimas įvyksta: jo pusinės eliminacijos laikas yra 5,3 x 10.25 metų, tai reiškia, kad turėsite 50–50 galimybių pamatyti, kaip vienas atomas tai daro per tą laiką.

Išplečiant standartinį modelį

Jei jie jį suras, tai reikštų, kad neutrinai yra jų pačių dalelės, pavyzdžiui, fotonai - neutralitinis skilimas negalėtų įvykti, jei tik tai nebuvo. Tai taip pat reiškia, kad toks radioaktyvus skilimas nėra simetriškas. Prisiminkite, kad beta irimas turi veidrodinį atvaizdą - skleidžiami elektronai ir antineutrinai, arba pozitronai ir neutrinai. Jei dvigubas beta irimas nėra simetriškas, tai reiškia, kad neutrinai ir antineutrinai elgiasi skirtingai. Kiek tai yra žinoma, tai netaikoma kitų rūšių dalelių ir dalelių poroms.

Šis reiškinys paveiktų standartinį modelį, kuris buvo nepaprastai sėkmingas būdas apibūdinti dalelių fiziką, tačiau jis aiškiai neišsamus. Modelis numatė Higso bozono dalelių egzistavimą. Tačiau Schwingenheueris pažymėjo, kad yra įrodymų, jog neutrinų masė yra maža (tik aptikta 1998 m., Kuris 2015 m. Laimėjo Nobelį) ir kad tamsiosios medžiagos egzistuoja - tai rodo, kad standartinis modelis nėra paskutinis žodis.

„Jei pastebimas neutralituojantis dvigubos beta beta irimas, tai padeda išspręsti keletą problemų“, - el. Laiške „WordsSideKick.com“ teigė Džeiko universiteto fizikos profesorius Philipas Barbeau. "Viena vertus, tai padeda paaiškinti materijos ir antimaterijos asimetriją Visatoje. Tai taip pat padeda paaiškinti, kodėl neutrinų masės yra tokios stebėtinai mažos. Mes taip pat gautume idėją ir apie neutrinų mases, nes skilimo greitis yra susijęs su masė neutrinų skalę. "

Tada tampa klausimas, kokia fizika yra už jos ribų. GERDA eksperimentas dar turi atskleisti skilimą, kurio siekia tyrėjai, tačiau tai dar nereiškia, kad jo nebus ateityje, sakė Schwingenheueris. Ir būtų sunku tai visiškai paneigti, nes gali būti, kad laikas yra tik ilgesnis, nei jie galvoja. Šiuo metu jie yra nustatę apatinę šio skilimo pusperiodžio ribą, tačiau tolesni eksperimentiniai bandymai gali padidinti šį skaičių.

Kalbant apie tai, kas atsitiks, jei po daugelio važiavimų jie nematys keisto skilimo, Barbeau teigė, kad tai gali būti ne naujokas, skirtas naujiems modeliams. "Mes negrįšime prie braižybos lentos pagrindinių teorijų požiūriu. Mes tiesiog nesužinosime, ar neutrinai yra Majorana, ar ne."

Tyrimas išsamiai aprašytas balandžio 6 d. Žurnalo „Nature“ numeryje.

Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


O Kas, Jei Patektų Į Juodąją Skylę?
O Kas, Jei Patektų Į Juodąją Skylę?

Juodos Stygos: Juodos Skylės Su Papildomais Matmenimis
Juodos Stygos: Juodos Skylės Su Papildomais Matmenimis

Mokslas Naujienos


Kaip „Karšto Vonių Bėrimo“ Bakterijos Žudo Varžybas
Kaip „Karšto Vonių Bėrimo“ Bakterijos Žudo Varžybas

„Office“ El. Laiškai, Įkelti Su Melais
„Office“ El. Laiškai, Įkelti Su Melais

Antikos Laikais Amazonės Upė Tekėjo Atgal
Antikos Laikais Amazonės Upė Tekėjo Atgal

Nuotraukos: Biblijos Vartų Šventovė Atidengta Izraelio Tel Lachišo Nacionaliniame Parke
Nuotraukos: Biblijos Vartų Šventovė Atidengta Izraelio Tel Lachišo Nacionaliniame Parke

„Coca-Cola Plus“... Vidurius Laisvinantys Vaistai? Kas Yra Kokso „Sveikas“ Japonų Gėrimas?
„Coca-Cola Plus“... Vidurius Laisvinantys Vaistai? Kas Yra Kokso „Sveikas“ Japonų Gėrimas?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com