211service.com
Beidzot izskaidrota radioaktīvās sabrukšanas anomālija (varbūt)
Jau 2007. gadā fiziķi GSI smago jonu paātrinātājā Darmštatē, Vācijā, izdarīja mulsinošu atklājumu.
Šie puiši mērīja prazeodīma un prometija kodolu radioaktīvās sabrukšanas ātrumu, no kuriem bija atdalīti visi elektroni, izņemot vienu vai divus, atstājot tiem lādiņu, kas pārsniedza +50.
Ir zināms, ka šādos apstākļos kodoli sadalās dīvainos veidos. Piemēram, kaili kodoli nevar sabrukt elektronu uztveršanas rezultātā. Tas liek tiem sabrukt citos, retāk sastopamos veidos, ievērojami mainot to sabrukšanas ātrumu.
Vispārīgāk, fiziķi jau kādu laiku ir zinājuši, ka temperatūras un spiediena izmaiņas var ietekmēt sabrukšanas ātrumu par aptuveni procentiem, iespējams, tāpēc, ka tas arī nedaudz maina elektronu blīvumu ap kodoliem.
Bet tas, ko GSI puiši atrada, bija vēl dīvaināks. Viņi atklāja, ka parastais prazeodīma un prometija eksponenciālās sabrukšanas ātrums svārstījās apmēram 7 sekundes. Likās, ka uz parastās eksponenciālās samazināšanās līknes būtu uzliktas svārstības.
Viņu eksperiments ir interesants, jo ir unikāls. Šie puiši sinhrotronā rada sauju jonu, un katrs no tiem samazinās, mainoties jonu stara rezonansei, kad tas cirkulē.
Tas dod precīzu katra jona dzīves ilguma mērījumu, nevis vidējo beztaras materiāla pussabrukšanas perioda mērījumu, kā to dara visi citi eksperimenti. Ir viegli redzēt, ka šāda veida eksperimentos šis efekts būtu izsmērēts un neredzams
Tik daudzi fiziķi uzskata, ka GSI eksperiments patiesībā mērīja radioaktīvās sabrukšanas īpašības tās tīrākajā formā.
Lielais jautājums, protams, ir tas, kas izraisa GSI anomāliju, kā tas kļuvis zināms? Pirmie skaidrojumi bija vērsti uz iespēju, ka neitrīno svārstības varētu izskaidrot efektu.
Prazeodīma un prometija kodoli sadalās ar vāju spēku divos veidos. Protons var uztvert elektronu, kas rada neitronu un elektronu neitrīno. Vai arī protons var spontāni sadalīties par neitronu, pozitronu un elektronu neitrīno.
Domāja, ka šajā reakcijā radītie neitrīni var pārvērsties citos veidos, tādējādi nedaudz ietekmējot sabrukšanas ātrumu.
Tomēr dažādi fiziķi norādīja, ka rezultātu nevar izskaidrot ar neitrīno svārstībām tā vienkāršā iemesla dēļ, ka tās var rasties tikai pēc neitrīno rašanās un kad tas atrodas ievērojamā attālumā no kodoliem.
Tas fiziķiem ir apkaunojošs zaudējums. Tā kā nav saprātīga izskaidrojuma, GSI anomālija ir kļuvusi par neērtu niezi kodolfizikas pakaušam.
Šodien Frančesko Džiakosa J.W. Gētes universitāte Frankfurtē un Džuzepe Pagliara Universita di Ferrara Itālijā sniedz nelielu atvieglojumu.
Šie puiši saka, ka GSI anomāliju var izskaidrot, ja divi prazeodīma un prometija kodolu sabrukšanas mehānismi darbojas ar nedaudz atšķirīgu enerģiju. Katra mehānisma samazināšanās ātrums atsevišķi būtu standarta eksponenciāla līkne, lai gan ar nedaudz atšķirīgu ātrumu.
Bet šeit ir atslēga. Kad abi mehānismi darbojas kopā, sistēma svārstās starp tiem. Tātad GSI novērotās periodiskās variācijas ir vienkārši sistēmas pārlēkšanas no viena samazinājuma mehānisma uz citu sekas. Giacosa un Pagliara to salīdzina ar labi zināmajām Rabi svārstībām, kas notiek daudzās kvantu sistēmās.
Pats aizraujošākais ir tas, ka šī teorija noved pie interesantas prognozes. Giacosa un Pagliara saka, ka, ja GSI komanda var izmērīt samazinājuma ātrumu ar intervāliem, kas ir daudz īsāki par 7 sekundēm, samazinājuma ātrumam vajadzētu strauji samazināties līdz nullei. Ja eksperiments GSI varētu izmērīt dažus punktus zem 10 s, mūsu interpretāciju varētu viegli noraidīt vai apstiprināt, viņi saka.
Šīm idejām ir plašāka nozīme. Giacosa un Pagliara saka, ka šis efekts varētu izskaidrot citas dīvainas periodiskas samazināšanās ātruma atšķirības, kuras fiziķi ir novērojuši daudz ilgākā laika posmā. Mēs esam apskatījuši dažus no tiem šeit .
Turklāt variācijas ir nepārprotami fundamentālas sekas kvantu mehānikā, kas varētu būtiski ietekmēt mūsu izpratni par kodolprocesiem, kas notiek zvaigznēs.
Un tas viss nozīmē, ka ar GSI anomāliju ir daudz jautrības, neatkarīgi no tā, vai šis skaidrojums izrādās patiess vai nē.
Atsauce: arxiv.org/abs/1110.1669 : svārstības samazinājuma likumā: iespējamais GSI anomālijas kvantu mehāniskais skaidrojums?