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
آغاز پویش «کارت نشاط» برای حمایت از دانشآموزان
آموزش و پرورش: شرایط ثبتنام دانشآموزان اتباع اعلام خواهد شد
نتایج نقل و انتقالات فرهنگیان شنبه اعلام میشود
ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت
خوابگاههای علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید
برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد
حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول
آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم
ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبتنام تا شنبه ۳۰ خرداد
نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن میگوید
شرایط بهرهمندی مؤسسات قرآنی از نرخ صفر مالیاتی ابلاغ شد
نگاهی دوباره به ایران از دریچه «باد صبا»؛ میراثی که از دیروز بهجا ماند
پیام تسلیت مدیرعامل مرکز گسترش به مناسبت درگذشت یک مستندساز
شاپور رحیمی خواننده و نوازنده پیشکسوت درگذشت
روایت احساسات در بطن تصاویر؛ محدودیتها مانع ثبت جنایات جنگ شدهاند
تام کروز ۴۶ سال حضورش در سینما را با یک کلیپ یادآوری کرد
حقوق طبیعی امام حسین (ع) در آخرین موعظه ایشان
ماجرای پیشگویی امام علی(ع) درباره کربلا و شهادت امام حسین(ع) چه بود؟
کل خیر فی الحسین؛ بزرگترین خسارت جدایی از حسین (ع) است
اسکار از ۵۲۹ نفر برای عضویت دعوت کرد؛ از نگار اسکندرفر تا جیکوب الوردی
آموزش تدبر در قرآن ویژه کارکنان دولت اجرایی میشود
تابلوی ۶۰۰ ساله تایلندی، سند تاریخی پیشینه آئینهای حسینی
بشارت امام صادق (ع) به پیرمرد ۱۰۰ ساله؛ کلید رستگاری در دنیا و آخرت
انتقاد از یک بازیگر و کمدین برای حضور در مراسم ترامپ؛ با فاشیستها عکس نگیر!
مجموعه کامل فیلمهای استنلی کوبریک در یک بسته خاص عرضه میشود
عاشورا و پیوست فرهنگی ایران؛ از سوگ شیعی تا سرمایه انسجام ملی
تاثیر حرف مردم بر سرنوشت یک دختر؛ ایده «مرجان» از کجا پیدا شد؟
سیره امام حسین(ع) آمیزهای از تدبیر دینی و سیاسی و اخلاق اجتماعی بود
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
از گاندی تا کارلایل، همه مرید حسین (ع)
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
چمران هنوز زنده است
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
مذاکره با دستگاهها برای توسعه صادرات محصولات فریلنسرها
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
تمدید مهلت ارسال مقالات سومین همایش هیئت و آیینهای مذهبی
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
سیره عملی میرزا جواد آقا ملکی تبریزی، مبتنی بر اصل «شکستن منیت» بود
افتتاح مسجد السلام در امارات با ظرفیت ۴ هزار نمازگزار
بنیامیه، نخستین و وحشتناکترین «خصولتی» تاریخ اسلام
بذر انحراف مجاهدین از سال۴۴ کاشته شد/نقش ساواک و زندان در تعمیق انحراف
شیخ حسین انصاریان: چشمی که بر حسین (ع) گریه کند در قیامت گریان نیست
افبیآی شهر کامل با بیمارستان، هتل و نیروگاه ساخت تا حملات سایبری را تمرین کند
بررسی ظرفیتهای هوش مصنوعی برای ارتقای خدمات زائران در نشست مشترک معاونت علمی و آستان قدس رضوی
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
ناسا یک رصدخانه فضایی را در میانه زمین و آسمان به ارتفاع بالاتر میبرد
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
زنان بیشترین داوطلبان آزمون سمپاد/ نتایج اوایل مرداد اعلام میشود
سریال جدید «سرخدار» در راه آنتن: عمار تفتی به تلویزیون بازگشت
کشف نشانههای اولیه افسردگی در چشم کودکان
دانشمند ایرانی: مغز ما برای این همه خبر بد طراحی نشده است
تنش در ایستگاه فضایی بالا گرفت: ناسا از فضانوردانش خواست پناه بگیرند
محققان هشدار دادند: ایجاد نقاط داغ آلودگی در تنگه هرمز به دلیل ترافیک دریایی
یکی از این ستارههای دوقلو یک سیاره فراخورشیدی را بلعیده است
میلیاردرهای حوزه فناوری راز جوانی ابدی را کشف کردهاند؟
تصویری از یکی از شهدای کوچک امروز لبنان
وزیر آموزش و پرورش: بهرهبرداری از ۲۰۰ تا ۲۵۰ کلاس درس جدید در خراسان رضوی
معاون تربیتبدنی و سلامت: یک میلیون دانشآموز سفیر ایمنی و کمکهای اولیه شدند
۵۰۰ هزار دانشآموز زیر چتر کارت نشاط قرار گرفتند
آزمون مدارس سمپاد و نمونه دولتی با بیش از نیم میلیون داوطلب برگزار شد
پرداخت حقوق فرهنگیان بدون تاخیر انجام میشود
قصهای خواندنی برای کودکان: وقتی روباه جنگل را بههم ریخت
حسن طهرانیمقدم پدر موشکی ایران چگونه با نمیشودها مبارزه کرد؟
از بچههای میناب تا ناوچه دنا و انستیتو همه در مستندهای جدید جنگی
مهرانه مهین ترابی پس از ۲۳ سال دوری از تئاتر به صحنه باز میگردد
سریالهای جدید برای پخش دوبله شدند
مادران برای کوچکترین شهید کربلا لالایی خواندند
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
چمران هنوز زنده است
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
بررسی ظرفیتهای هوش مصنوعی برای ارتقای خدمات زائران در نشست مشترک معاونت علمی و آستان قدس رضوی
افبیآی شهر کامل با بیمارستان، هتل و نیروگاه ساخت تا حملات سایبری را تمرین کند
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
افتتاح مسجد السلام در امارات با ظرفیت ۴ هزار نمازگزار
ناسا یک رصدخانه فضایی را در میانه زمین و آسمان به ارتفاع بالاتر میبرد
بنیامیه، نخستین و وحشتناکترین «خصولتی» تاریخ اسلام
مذاکره با دستگاهها برای توسعه صادرات محصولات فریلنسرها
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
تمدید مهلت ارسال مقالات سومین همایش هیئت و آیینهای مذهبی
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
سیره عملی میرزا جواد آقا ملکی تبریزی، مبتنی بر اصل «شکستن منیت» بود
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
شیخ حسین انصاریان: چشمی که بر حسین (ع) گریه کند در قیامت گریان نیست
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
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.