επιστήμη

Τα ηλεκτρόνια μας θα αποσυντεθούν μια μέρα στα νετρίνα;

επιστήμη Τα ηλεκτρόνια μας θα αποσυντεθούν μια μέρα στα νετρίνα;

FREEOK 2013 Lawrence Krauss The Greatest Story Ever Told - Greek Subs (Ιούλιος 2019).

Anonim

Και αν τα ηλεκτρόνια καταλήξουν να αποσυντίθενται; Οι φυσικοί έχουν εξετάσει αυτή τη δυνατότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν το φαινόμενο ήταν πραγματικό, θα οδηγούσε μια μέρα (μακριά) στην καταστροφή των ατόμων του σύμπαντος. Πολύ πριν, θα μας έβαζε στη διαδρομή μιας νέας φυσικής. Ο ανιχνευτής Borexino στην Ιταλία προσπάθησε να εκπλήξει αυτή την αποσύνθεση, η οποία θα μπορούσε να έχει τη μορφή νετρίνων και φωτονίων.

$config[ads_text] not found

Μια άποψη της δεξαμενής Borexino γεμάτη με πολύ καθαρό υγρό σπινθηριστή για να αποφευχθεί η παρουσία ραδιενεργών στοιχείων που συμβάλλουν στο θόρυβο του περιβάλλοντος των νετρίνων. © 2012, Οι Διευθυντές του Πανεπιστημίου Princeton

Η πιο δραματική πρόβλεψη της πρώτης Θεωρίας της Μεγάλης Ενοποίησης (GUT), που συνδυάζει ηλεκτροσόκ και ισχυρές αλληλεπιδράσεις σε μία μόνο δύναμη, προέβλεπε την αποσύνθεση του πρωτονίου. Με βάση την ομάδα ασυμμετρίας SU (5), η θεωρία του Howard Georgi και του Sunon Glashow προωθήθηκε το 1974. Προβλέπει την παραβίαση ενός νόμου διατήρησης, εκείνου του βαριονικού αριθμού, ενός αναλογικού ηλεκτρικού φορτίου. Αυτή η θεωρία κατέστησε επίσης δυνατή την επίλυση του κοσμολογικού αινίγματος της αντιύλης. Συνεπώς, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι δύο από τους πρωτοπόρους της φυσικής των αστροσωματιδίων, Lev Okunet Yakov Zel'dovich, μελέτησαν ήδη από το 1978 τη δυνατότητα αποσάθρωσης του ηλεκτρονίου και επομένως μη συντήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.

Προκειμένου να μην παραβιάζονται άλλοι νόμοι συντήρησης, τα ηλεκτρόνια πρέπει να αποσυντίθενται κυρίως σε λιγότερο ογκώδη σωματίδια από αυτόν, τα νετρίνα και τα φωτόνια στην απλούστερη υπόθεση. Επιπλέον, άλλα γνωστά λεπτόνια, tauon και lemuon, μπορούν επίσης να αποσυντεθούν δίνοντας νετρίνα. Ως εκ τούτου, δεν έχει ξεφύγει από τους φυσικούς ότι ανιχνευτές νετρίνων όπως το Borexino, που βρίσκονται κάτω από το βουνό Gran Sasso της Ιταλίας, θα μπορούσαν να επισημάνουν πιθανή αποσύνθεση ηλεκτρονίων ή τουλάχιστον να θέσουν περιορισμούς στο χρόνο ζωής τους.

Πάνω από έναν αιώνα πριν, ο Joseph John Thomson (1856-1940) ανακάλυψε το ηλεκτρόνιο και μέτρησε τη μάζα του. Επιπλέον, πολύ πριν από τους Robert Brout, François Englert και Peter Higgs, οι θεωρητικοί της εποχής, όπως οι Lorentz και Poincaré, είχαν ήδη αρχίσει να υπολογίζουν τη μάζα του ηλεκτρονίου. © Cavendish Laboratory, Πανεπιστήμιο του Cambridge

Τα ηλεκτρόνια των ατόμων μπορούν να διαρκέσουν τουλάχιστον 10 28 χρόνια

Μια αντίστροφη προσέγγιση είχε ακολουθηθεί για το πρωτόνιο. Ο ιαπωνικός ανιχνευτής αφιερωμένος στη μελέτη της φθοράς του, το Kamiokande για το πείραμα αποσύνθεσης του Kamioka Nucleon, δεν το ανακάλυψε, αλλά αργότερα χρησίμευσε για να αναδείξει το φαινόμενο ταλάντωσης των νετρίνων στη ροή από τον Ήλιο.

Η θεωρία του Georgi-Glashow προέβλεψε ότι ένα πρωτόνιο πρέπει να αποσυντεθεί σε μια ένωση και ένα μεσόνιο με διάρκεια ζωής περίπου 10 έως 31 ετών (που μεταφράζεται σε περίπου 1 αποσύνθεση ετησίως σε δείγμα 10 31 πρωτονίων ή μερικές εκατοντάδες τόνους για παράδειγμα), αλλά τελικά αντικρούστηκε. Πιο περίπλοκες εκδόσεις του GUT παραμένουν στο τρέξιμο. Άλλα πειράματα στην καταστροφή των πρωτονίων έδωσαν τελικά μια ζωή τουλάχιστον 5, 9 × 10 33 ετών.

Σήμερα, ως μέρος της αναζήτησης για σημάδια μιας νέας φυσικής, οι φυσικοί του Borexino έχουν καταγράψει ένα αξιοσημείωτο ιστορικό από το κυνήγι τους για την αποσύνθεση των ηλεκτρονίων τους σε 408 ημέρες. Συμπέρασμα: θεωρίες που προβλέπουν διάρκεια ζωής κάτω των 6, 6 × 10 28 ετών δεν είναι πλέον αξιόπιστες. Επομένως μια υποθετική αποσύνθεση των ηλεκτρονίων παραμένει αδύνατη προς το παρόν, αλλά οι περιορισμοί αυτού του φαινομένου έχουν βελτιωθεί τώρα κατά δύο τάξεις μεγέθους, ένας παράγοντας 100.

Δημοφιλείς Αναρτήσεις