به گزارش ثریا - یک نظریه جدید، تجزیه نوترون و ماده تاریک را به هم مرتبط میکند. «نوترون آزاد در واقع چه مدت زنده میماند قبل از اینکه تجزیه شود؟» این پرسش ساده، فیزیکدانان را برای دههها آزار داده است. به علاوه، وقتی آنها به دنبال پاسخی بودند، نه یک پاسخ، بلکه دو پاسخ گیجکننده پیدا کردند که این معما را عمیقتر کرد.
به نقل از آیای، این پاسخها از دو روش تجربی، معروف به روشهای پرتو و بطری، ناشی میشوند. نتایج این روشها حدود ۱۰ ثانیه متفاوت است. در آزمایشهای پرتو، جایی که محصولات تجزیه یعنی پروتونها شمارش میشوند، عمر نوترون به حدود ۸۸۸ ثانیه میرسد، اما در آزمایشهای بطری، جایی که نوترونها ذخیره و سپس به طور مستقیم شمارش میشوند، این رقم نزدیک به ۸۷۸ ثانیه است. این فاصله بهقدری بزرگ است که از طریق خطای تجربی قابل توضیح نیست و دانشمندان را گیج کرده است.
اکنون «یوجین اوکس»(Eugene Oks) فیزیکدان «دانشگاه آبرن»(Auburn) یک توضیح تازه ارائه داده است که ممکن است سرانجام معمای عمر نوترون را حل کند. او پیشنهاد میکند که در برخی موارد، یک نوترون ممکن است به سادگی به دو ذره تجزیه شود. یکی از این ذرات، «نوترینو»(neutrino) و دیگری نوع خاصی از اتم هیدروژن است که نمیتواند توسط تشخیصگرهای معمولی دیده شود.
این اتم هیدروژن خاص به نور پاسخ نمیدهد و به همین دلیل برای دستگاههایی که به سیگنالهای الکترومغناطیسی وابستهاند، نامرئی است. «اوکس» آن را «طعم دوم»(second flavor) هیدروژن نامید و معتقد است که این مسئله میتواند نه تنها معمای تجزیه نوترون را حل کند، بلکه سرنخهایی درباره ماده تاریک نیز ارائه دهد.
مسیر پنهان تجزیه نوترون کجاست؟
وقتی یک نوترون در حالت عادی تجزیه میشود، به سه ذره تقسیم میشود. این ذرات شامل پروتون، الکترون و «پادنوترینو» (antineutrino) هستند، اما یک مسیر تجزیه دیگر هم وجود دارد که فقط شامل دو ذره است. این ذرات شامل اتم «هیدروژن» و «نوترینو» است.
این بحث جدیدی نیست، اما فیزیکدانان فکر میکردند این فقط در حدود چهار تجزیه از هر یک میلیون اتفاق میافتد و بنابراین آنقدر نادر است که اهمیت ندارد. «اوکس» این سناریو را با استفاده از نظریه کوانتومی که رفتار الکترون را توصیف میکند، دوباره بررسی کرد. این نظریه موسوم به «معادله دیراک»(Dirac) است.
وی اندازه محدود پروتون را در نظر گرفت، چیزی که اغلب نادیده گرفته میشود. این مسئله شرایط مرزی «معادله دیراک» را تغییر میدهد و به طرز شگفتانگیزی به یک نسخه جدید از اتم هیدروژن منجر میشود که در آن الکترون بسیار نزدیک به پروتون است.
این پیکربندی محکم، پیامدهای جالبی دارد. از آنجا که الکترون تقریباً همیشه در نزدیکی پروتون قرار دارد، این اتم هیچ قطب الکتریکی ندارد و این یعنی نه تابش الکترومغناطیسی را ساطع میکند و نه جذب میکند. به عبارت دیگر، این اتم، تاریک و برای تشخیصگرهایی که به نور وابستهاند، نامرئی است.
«اوکس» به این موضوع به عنوان «طعم دوم» هیدروژن اشاره میکند و ادعا میکند که اگر نوترونها به این اتم نامرئی و یک «نوترینو» تجزیه میشوند، ابزارهای علمی این تجزیهها را از دست خواهند داد. این مسئله میتواند توضیحی برای این باشد که چرا آزمایشهای پرتو که فقط محصولات تجزیه قابل مشاهده را تشخیص میدهند، عمر نوترون بیشتری را نسبت به آزمایشهای بطری که نوترونهای کل را شمارش میکنند، گزارش میدهند.
این مطالعه همچنین تخمین میزند که این تجزیه دو ذره میتواند حدود ۳۰۰۰ بار بیشتر از آنچه قبلاً تصور شده، محتمل باشد و در حدود یک درصد از تمام تجزیههای نوترون رخ دهد. این مقدار کافی است تا فاصله ۱۰ ثانیهای بین دو نتیجه تجربی را پر کند.
آیا این ماده میتواند «ماده تاریک» باشد؟
پیامدهای این نظریه فراتر از تجزیه نوترون میرود. اگر این اتمهای هیدروژن نامرئی وجود داشته باشند، ممکن است بخشی از ماده تاریک که ماده گمشده جهان است را تشکیل دهند. این ماده، ماده مرموزی است که تأثیر گرانشی دارد، اما دیده نمیشود.
از آنجا که این «طعم دوم» هیدروژن از پروتونها و الکترونهای معمولی ساخته شده است، میتواند به عنوان «ماده تاریک باریونی»(baryonic dark matter) محسوب شود.
این ماده از ذرات شناختهشده تشکیل شده است، اما قابل شناسایی نیست. «اوکس» میگوید: وضعیت اتمهای هیدروژن با «طعم دوم» به عنوان «ماده تاریک باریونی» با «اصل تیغ اوکام»(Occam’s razor principle) سازگار است.
«اصل تیغ اوکام» میگوید که هرگاه درباره علت بروز پدیدهای دو توضیح مختلف ارائه شود، در توضیحی که پیچیدهتر باشد، احتمال وجود اشتباه بیشتر است و بنابراین در شرایط مساوی احتمال صحیح بودن توضیح سادهتر، بیشتر است.
این نظریه بر خلاف بسیاری از نظریههای ماده تاریک که به ذرات کاملاً جدید وابستهاند، در چارچوب فیزیک کوانتومی استاندارد باقی میماند.
«اوکس» افزود: اتمهای هیدروژن با «طعم دوم» که بر اساس مکانیک کوانتومی استاندارد ساخته شدهاند، از مدل استاندارد فیزیک ذرات فراتر نمیروند.
وی اکنون برنامهریزی کرده است که آزمایشهایی برای تأیید نظریه خود انجام دهد. ایده وی این است که هم اتمهای هیدروژن معمولی و هم نامرئی را با استفاده از پرتوهای الکترونی برانگیخته کند.
وی خاطرنشان کرد: این آزمایش میتواند نتایجی در سال جاری ارائه دهد. موفقیت این نتایج، یک پیشرفت بسیار قابل توجه در هر دو زمینه فیزیک ذرات و مطالعه در مورد ماده تاریک خواهد بود.
این مطالعه در مجله Nuclear Physics B منتشر شده است.
منبع : هیدروژن نامریی
مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش میشود؟
حسگر مچی عرق بدن را می سنجد
پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری
وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود
شبکه دانشآموختگان سمپاد راهاندازی شد
عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند
مدارس جدید بدون مناسبسازی افتتاح نمیشوند
تهران ملیترین شهر ایران است
از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه
چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟
راغب از تازهترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!
ارتقای ۹ پلهای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور
ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی
تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد
خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا
ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!
حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبههای زیر ۵۰۰ کنکور
بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بینالملل در دانشگاه الزهرا(س)
جذب رتبههای برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمیشود
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوقالعاده حقوق
نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد
صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم
وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد
جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته
افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد
ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکههای اجتماعی را ممنوع کرد
آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد
شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «همآموز» کلید خورد
تأکید بر توسعه بازرسیهای پیشگیرانه و دادهمحور در وزارت ارتباطات
مجلات نمایهشده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
تعلیق برنامه گرینکارت مایکروسافت
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
مهلت ثبتنام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاسهای درس
اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بینالملل ابلاغ شد
رشتهمحلهای جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
شرایط خوابگاهی دانشگاههای کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور
مجتبی جباری به «همکلام» میآید
اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد
«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا
روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد
وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش میکند
برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جانفدا» در تهران
کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین میشود
مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور
آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰
آموزش قرآن در برنامهدرسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد
چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز میگردند
برندگان نوبل شیمی معرفی شدند
آیا الگوریتمها شخصیت مارا میسازند؟
تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی
گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد
بخل از کجا میآید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس میکند
«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!
چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بینالمللی اسکار
غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت میآیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»
داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت
حمایت بانکها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
نوبل فیزیک به «پیامهای شبحوار از فضا» رسید
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دیماه صادر شد
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانشآموزان مناطق محروم
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک بهکار گرفتند
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
مدیر ناسا: یوفوها میتوانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند
«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵
واتساپ ورود کاربران با سیستمعامل قدیمی را مسدود میکند
کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد
اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد
رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری میکنیم
ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
قهرمانی دانشآموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد
رشتهمحلهای جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دیماه صادر شد
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
مهلت ثبتنام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
نوبل فیزیک به «پیامهای شبحوار از فضا» رسید
حمایت بانکها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بینالملل ابلاغ شد
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک بهکار گرفتند
«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵
قهرمانی دانشآموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانشآموزان مناطق محروم
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری میکنیم
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد
ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است
وزیر آموزش و پرورش وارد لامرد شد
کاظمی: ظرفیتهای آموزشی ایران و عراق باید بیش از گذشته توسعه یابد
اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد
رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم
شرایط خوابگاهی دانشگاههای کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تعلیق برنامه گرینکارت مایکروسافت
کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوقالعاده حقوق
واتساپ ورود کاربران با سیستمعامل قدیمی را مسدود میکند
تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور
جذب رتبههای برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.