23/1/12

Πως τα νετρόνια μπορούν να διαφύγουν σε ένα άλλο σύμπαν

Σύμφωνα με τους φυσικούς το άλμα από το σύμπαν μας σε ένα άλλο σύμπαν αποδεικνύεται ότι είναι θεωρητικά δυνατό.
Καλλιτεχνική απεικόνιση των braneworlds
Η ιδέα ότι το σύμπαν μας είναι ενσωματωμένο σε έναν ευρύτερο πολυδιάστατο χώρο συναρπάζει την φαντασία των επιστημόνων και του κόσμου γενικά.
Η ιδέα αυτή δεν ανήκει στην επιστημονική φαντασία. Σύμφωνα με κάποιες θεωρίες, ο κόσμος μας μπορεί να υπάρχει παράλληλα με άλλα σύμπαντα σε διαφορετικές διαστάσεις.
Οι κοσμολόγοι ονομάζουν αυτά τα σύμπαντα braneworlds. Και μεταξύ των πολλών προοπτικών που αυτή δημιουργεί αυτή η ιδέα είναι «αντικείμενα που βρίσκονται στο Σύμπαν μας να μπορούν με κάποιο τρόπο να μεταβούν σε ένα άλλο».
Μερικά χρόνια πριν, ο Michael Sarrazin από το Πανεπιστήμιο της Νamur στο Βέλγιο έδειξε πώς η ύλη θα μπορούσε να κάνει το άλμα αυτό με την παρουσία ισχυρών μαγνητικών πεδίων, δίνοντας έτσι μια θεωρητική βάση για τέτοιου είδους μεταβάσεις.
Τώρα, ο Sarrazin και οι συνεργάτες του, ισχυρίζονται ότι ο Γαλαξίας μας μπορεί να παράγει ένα μαγνητικό πεδίο αρκετά μεγάλο ώστε αυτό να συμβαίνει πραγματικά. Και ότι θα μπορέσουμε να παρατηρήσουμε την ύλη στο εργαστήριο να μεταβαίνει από το ένα σύμπαν σε άλλο. Και όχι μόνο .... ίσως τέτοιες παρατηρήσεις να έχουν ήδη γίνει σε ορισμένα πειράματα!
Τα εν λόγω πειράματα περιλαμβάνουν την παγίδευση υπέρψυχρων νετρονίων σε φιάλες και πραγματοποιούνται στο Ινστιτούτο Laue Langevin στην Γκρενόμπλ, στη Γαλλία, και στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής της Αγίας Πετρούπολης. Τα υπέψυχρα νετρόνια κινούνται τόσο αργά ώστε είναι δυνατόν να παγιδευτούν χρησιμοποιώντας «φιάλες» φτιαγμένες από μαγνητικά πεδία, συνηθισμένη ύλη και βαρύτητα.
Στα πειράματα αυτά προσδιορίζεται το «πόσο γρήγορα διασπώνται τα νετρόνια», μετατρεπόμενα σε πρωτόνιο, ηλεκτρόνιο και αντινετρίνο (διάσπαση β).
Οι φυσικοί μετρούν τον ρυθμό με τον οποίο τα νετρόνια χτυπούν τα τοιχώματα της φιάλης και το πόσο γρήγορα αυτός μειώνεται.
Είναι δυνατές οι εξής δυο διαδικασίες: η β διάσπαση των νετρονίων και η διαφυγή των νετρονίων από τη φιάλη. Έτσι, στην περίπτωση μιας ιδανικής φιάλης, η μείωση του αριθμού των νετρονίων στη φιάλη θα οφείλεται αποκλειστικά στη διάσπαση β. Όμως οι φιάλες δεν είναι ιδανικές, οπότε το ποσοστό διάσπασης των νετρονίων φαίνεται να είναι πάντα μεγαλύτερο.
Ίσως όμως να υπάρχει και μια τρίτη δυνατότητα: κάποια από τα επιπλέον νετρόνια που φαίνονται να διασπώνται, να μην διαφεύγουν απλά από τη φιάλη αλλά ...
να διαφεύγουν από το σύμπαν μας σε ένα άλλο!
Έτσι ο Sarrazin και οι συνεργάτες του έχουν χρησιμοποιήσει τους μετρούμενους ρυθμούς διάσπασης για να θέσουν ένα ανώτατο όριο στο πόσο συχνά μπορεί να συμβεί αυτό.
Το συμπέρασμά τους είναι ότι η πιθανότητα άλματος ενός νετρονίων είναι μικρότερη από περίπου ένα στο εκατομμύριο.
Αυτό στην πραγματικότητα δεν μας λέει ότι γίνεται μετάβαση σε άλλο σύμπαν. Αλλά αν γίνεται ... τότε δεν συμβαίνει πολύ συχνά.
Ωστόσο, Sarrazzin και οι συνεργάτες του επίσης λένε ευθέως ότι θα πρέπει να ληφθούν καλύτερα δεδομένα που να θέτουν αυστηρότερα όρια.
Σύμφωνα με την θεωρητική εργασία τους, μια αλλαγή στο βαρυτικό δυναμικό θα πρέπει να επηρεάσει και τον ρυθμό της μετάβασης. Έτσι μια ιδέα είναι να πραγματοποιηθεί πείραμα παγίδευσης νετρονίων που να διαρκεί ένα χρόνο ή περισσότερο, έτσι ώστε τη Γη να έχει ολοκληρώσει μια πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο.
Στο διάστημα αυτό, οι μεταβολές στο βαρυτικό πεδίο θα επηρεάσει τον ρυθμό μετάβασης της ύλης σε άλλο σύμπαν. Αν κάποιος μπορεί να ανιχνεύσει μια τέτοια διαφοροποίηση τότε θα είχαμε μια ισχυρή ένδειξη ότι η μετάβαση συμβαίνει πραγματικά.
Και βέβαια θα είχαμε να κάνουμε με μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις που έγιναν ποτέ στη φυσική.
Ref: arxiv.org/abs/1201.3949 : Experimental limits on neutron disappearance into another braneworld
technologyreview.com

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...