تجزیه رادیواکتیو؛ قدمی به سوی کشف تمام ضدماده های جهان!

حالت تا به حال دیده نشده ای از تجزیه رادیواکتیو دانشمندان را قادر ساخته است تا به سوی کشف تمام ضد ماده های جهان قدم بردارند و مکان دقیق آن ها را مشخص سازند.

به گزارش کلیک، رمز و راز همه ضد ماده های جهان در پاسخ به این سوال نهفته است که چرا من، شما و هر چیز دیگری در این جهان وجود داریم؟ البته این سوال زمانی منطقی و عاقلانه به نظر خواهد رسید که بدانیم نظریه بیگ بنگ یا انفجار بزرگ، باید عملا از ابتدا آعازگر فرایندی بوده باشد که فورا تمام ماده های جهان را از بین برده است.

اما یک شکل عجیب و غریب از رادیواکتیویته که فیزیکدانان آن را پیش بینی کرده اما هرگز ندیده اند، می تواند در نهایت ما را به نتایج خوبی برساند و جالب است بدانید به تازگی این خبر تایید شده که یک آشکارساز ذرات غول پیکر در ایتالیا می تواند به این امر جامه عمل بپوشاند!

فیزیکدانان تجزیه رادیواکتیو در حال مطالعه و تحقیق راجع به فروپاشی جفت بتای بدون نوترینو هستند و اگر این موضوع به واقعیت منجر شود، می تواند شواهد مورد نیاز ما را در اثبات برخی شرایط عجیب و غریب فراهم آورد که در آن ها مسئله این است که ماده بیشتری نسبت به ضد ماده تولید می شود.

فیلیپ باربو از دانشگاه دوک و یکی از فیزیکدانان محقق در این زمینه گفت: اگر فروپاشی جفت بتای بدون نوترینو مشاهده شود، می تواند بسیاری از مشکلاتی را حل کند که هم اکنون با آن ها مواجه هستیم.

در درجه اول، این موضوع کمک می کند تا بتوان عدم تقارن ماده-پادماده در جهان و نیز این موضوع که که چرا جرم نوترینوها به این شدت پایین است را توضیح داد. ما همچنین قادر خواهیم بود تا راجع به جرم نوترینوها اطلاعاتی را به دست آوریم، زیرا میزان تجزیه و فروپاشی آن ها مربوط به ابعاد گسترده نوترینوها است.

مشکل عدم تقارن ماده – پادماده ناشی از این واقعیت است که مدل استاندارد فیزیک پیش بینی می کند که مقدار مساوی از ماده و پادماده توسط بیگ بنگ ایجاد شده است، اما شواهد مبنی بر این هستند که آن ها باید در آن زمان یکدیگر را خنثی کرده باشند. البته واضح است که این اتفاق به هیچ وجه نیفتاده است، زیرا انسان ها، درخت ها، سیاره ها، کهکشان ها همگی از ماده تشکیل شده اند که هیچ گاه از بین نرفته است. اما سوال این جاست که چه بر سر ضدماده آمده است؟

پاسخ این سوال را باید با کنکاش در نوترینوها به دست آورد که با اسم مستعار ذرات شبح شناخته می شوند؛ چرا که ما نمی دانیم که آن ها چه مقدار وزن دارند و نمی توان با آن ها از طریق الکترومغناطیس تعامل داشت؛ به این معنی که ما انسان ها نمی توانیم آن ها را حس کنیم.

به منظور روشن ساختن این موضوع، محققان با استفاده از آزمایش آشکارساز ژرمانیوم آرایه (GERDA) در ایتالیا در اعماق یک کوه در گرندساسو، به بررسی ذرات رادیو اکتیوی می پردازند که دارای توانایی بالقوه برای نمایش عدم تقارن طبیعی هستند.

در واپاشی ذره رادیواکتیو معمولی، یک نوترون خنثی به یک پروتون مثبت، الکترون منفی و پادنوترینو تجزیه می شود که اسم این فرایند،فروپاشی بتا است. اما در اتم های ژرمانیم این روند دو بار رخ می دهد و بنابراین دو نوترون به طور همزمان تجزیه می شوند. بنابراین این موضوع مشاهده می شود که نوترینوها قبل از خارج شدن از اتم، خود را از بین می برند.

بنابراین بعد از فرایندهای مذکور، ما یک سناریو به نام فروپاشی جفت بتای بدون نوترینو در اختیار داریم که در آن دو نوترون به دو پروتون در یک اتم تبدیل می شوند که منجر به آزادسازی دو الکترون می شود، اما دیگر خبری از پادنوترینو نیست.

می توان این گونه استنباط کرد که ماده معمولی در برابر پاد ماده به پیروزی رسیده است. در واقع، نظریه پردازان به این نتیجه رسیده اند که فرایند مذکور، دو الکترون آزاد می کند، اما خبری از پادماده نیست.

متاسفانه، شناسایی این فرایند در فضا، به دلیل وجود نویز بسیار زیاد و به خصوص اشعه های کیهانی، کار بسیار پیچیده و دشواری است. در واقع، همین موضوع سبب شد تا پروژه GERDA آغاز شود. این تیم در حال مشاهده ۳۵٫۶ کیلوگرم ژرمانیم در داخل آرگون مایع هستند که در داخل حجم زیادی از آب قرار دارد؛ بنابراین امکان مشاهده فروپاشی آن را خواهند داشت.

آنها هنوز تا مشاهده فروپاشی جفت بتای بدون نوترینو راه نه چندان کمی را در پیش دارند، اما آزمایش های آن ها تا بدین جا به خوبی پیش رفته است. نکته قابل توجه در این آزمایش ها این است که بر خلاف فضا، هیچ گونه نویزی وجود ندارد و این یک شاهکار است!

باید صبر کرد تا ژرمانیم در آب فروپاشی شود و زمانی که این اتفاق رخ دهد، شاهد پددیه ای بی سابقه خواهیم بود. پس از آن می توان به جرات بیان کرد که این موضوع یکی از پر هیجان ترین مسائل فیزیک است که تا به حال با آن ها برخورد داشته ایم.

1 نظر
  1. Shahrzad می گوید

    سپاس فراوان

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.