Kā neitroni var izkļūt citā Visumā

Ideja, ka mūsu Visums ir iestrādāts plašākā daudzdimensionālā telpā, ir aizrāvusi gan zinātnieku, gan iedzīvotāju iztēli.

Šis jēdziens nav tikai zinātniskā fantastika. Saskaņā ar dažām teorijām mūsu kosmoss var pastāvēt paralēli citiem Visumiem citās dimensiju kopās. Kosmologi šos Visumus sauc par braneworlds. Un starp tām daudzajām izredzēm, ko tas rada, ir doma, ka lietas no mūsu Visuma kaut kādā veidā varētu nonākt citā.

Pirms pāris gadiem Maikls Sarrazins no Namūras universitātes Beļģijā un daži citi parādīja, kā matērija var veikt lēcienu lielu magnētisko potenciālu klātbūtnē. Tas nodrošināja teorētisko pamatu reālu vielu apmaiņai.

Mūsdienās Sarrazins un daži draugi saka, ka mūsu galaktika varētu radīt pietiekami lielu magnētisko potenciālu, lai tas notiktu pa īstam. Ja tā, tad mums vajadzētu būt iespējai laboratorijā novērot matēriju, kas lēkā uz priekšu un atpakaļ starp Visumiem. Faktiski šādi novērojumi jau varētu būt veikti noteiktos eksperimentos.

Attiecīgie eksperimenti ietver īpaši aukstu neitronu ieslodzīšanu pudelēs tādās vietās kā Institut Laue Langevin Grenoblē, Francijā un Sanktpēterburgas Kodolfizikas institūtā. Ultraaukstie neitroni pārvietojas tik lēni, ka tos ir iespējams notvert, izmantojot “pudeles”, kas izgatavotas no magnētiskajiem laukiem, parastās vielas un pat gravitācijas.

Viens no iemesliem, kā to izdarīt, ir izmērīt, cik ātri neitroni sabrūk ar beta emisiju. Tāpēc fiziķi mēra ātrumu, ar kādu neitroni ietriecas pudeles sienās, un cik ātri tas samazinās.

Šeit darbojas divi procesi: neitronu sabrukšanas ātrums un neitronu izkļūšanas ātrums no pudeles. Tātad ideālas pudeles gadījumā sabrukšanas ātrumam jābūt vienādam ar beta sabrukšanas ātrumu. Bet pudeles nav ideālas, tāpēc sabrukšanas ātrums vienmēr ir ātrāks.

Tas atstāj atklātu iespēju, ka varētu darboties trešais process: daļa no papildu sabrukšanas varētu būt neitronu lēkšanas rezultāts no mūsu Visuma uz citu.

Tāpēc Sarrazins un citi ir izmantojuši izmērītos samazinājuma ātrumus, lai noteiktu augšējo robežu, cik bieži tas var notikt.

Viņu secinājums ir tāds, ka neitronu lēciena kuģa iespējamība ir mazāka par aptuveni vienu no miljona.

Tas īsti neko nepasaka par to, vai lietu apmaiņa patiešām notiek. Tikai ja tā notiek, tas nenotiek ļoti bieži.

Tomēr Sarrazzin un co arī saka, ka būtu vienkārši iegūt labākus datus, kas nosaka stingrākus ierobežojumus.

Saskaņā ar viņu teorētisko darbu gravitācijas potenciāla izmaiņām vajadzētu ietekmēt arī vielas apmaiņas ātrumu. Tātad viena ideja ir veikt neitronu slazdošanas eksperimentu, kas ilgst gadu vai ilgāk, ļaujot Zemei pabeigt vismaz vienu Saules orbītu.

Šajā laikā gravitācijas potenciāls mainās tādā veidā, kam vajadzētu ietekmēt vielas apmaiņas ātrumu. Patiešām, vajadzētu būt ikgadējam ciklam. Viņi saka, ka, ja var atklāt šādu modulāciju, tā būtu spēcīga norāde, ka patiešām notiek matērijas apmaiņa.

Tas būtu viens no lielākajiem un strīdīgākajiem atklājumiem mūsdienu fizikā, un tas ir iespējams ar šodien pieejamām tehnoloģijām.

Vai kādam ir veca neitronu pudele un ir mazliet brīva laika?

Atsauce: arxiv.org/abs/1201.3949 : Eksperimentālie ierobežojumi neitronu izzušanai citā Braneworld

paslēpties