Ψάχνοντας νέα είδη δυνάμεων με παλιές τεχνικές

Μια παραλλαγή της φασματοσκοπίας Mössbauer θα μπορούσε να ανιχνεύσει αλληλεπιδράσεις που προβλέπονται από θεωρίες πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων.

Ο αριθμός των γνωστών δυνάμεων έχει σταματήσει στον αριθμό τέσσερα μετά την ανακάλυψη της ισχυρής δύναμης στη δεκαετία του 1970. Όμως, ορισμένες νέες θεωρίες προβλέπουν επιπλέον δυνάμεις που είναι ανιχνεύσιμες σε κλίμακες μικρότερες του εκατομμυριοστού του μέτρου. Ο Giorgio Gratta και οι συνεργάτες του, στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, προτείνουν έναν τρόπο για την αποκάλυψη τέτοιων δυνάμεων (εφόσον υπάρχουν) αξιοποιώντας μια γνωστή τεχνική – την φασματοσκοπία Mössbauer.

Όταν ένας πυρήνας εκπέμπει ή απορροφά ένα φωτόνιο ακτίνων γάμμα στον ελεύθερο χώρο, ανακρούεται. Εξαιτίας της ενέργειας ανάκρουσης το εκπεμπόμενο φωτόνιο έχει ενέργεια μικρότερη από την αναμενόμενη. Το φαινόμενο Mössbauer εμφανίζεται όταν οι πυρήνες είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους μέσα σε ένα στερεό κρυσταλλικό πλέγμα. Τότε η ανάκρουση δεν πραγματοποιείται, και το εκπεμπόμενο φωτόνιο μεταφέρει την ενέργεια που αντιστοιχεί στην διαφορά των ενεργειακών σταθμών της αποδιέγερσης. Το φωτόνιο μπορεί να απορροφηθεί από έναν ίδιο πυρήνα (συντονισμός), εφόσον εξαλείφεται η ανάκρουσή του. Σε ένα φασματόμετρο Mössbauer, αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται για την ταυτοποίηση των φασμάτων μιας πηγής ακτίνων γάμμα και ενός απορροφητή.
Εάν το χημικό περιβάλλον των πυρήνων στον απορροφητή διαταράσσει τις ενεργειακές στάθμες των πυρήνων, προκαλείται μια μετρήσιμη φασματική αναντιστοιχία μεταξύ πηγής και απορροφητή.

Ο Gratta και οι συνεργάτες του προτείνουν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την αρχή για να αναζητήσουν διαταραχές στις ενεργειακές στάθμες που προκαλούνται όχι από το χημικό περιβάλλον αλλά από νέες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις. Το πλάνο περιλαμβάνει την μεταφορά ενός πυκνού στερεού, όπως χρυσού ή παγωμένου ξένου, μέσα στον απορροφητή σε κλίμακα μικρομέτρων. Μέσω των (υποθετικών) νέων αλληλεπιδράσεων, οι πυρήνες σε αυτό το στερεό θα μετατοπίσουν τα ενεργειακά επίπεδα του απορροφητή, παράγοντας ανιχνεύσιμες μεταβολές απορρόφησης ακτίνων γάμμα. Η τεχνική θα ήταν ιδιαίτερα ευαίσθητη στις βαθμωτές αλληλεπιδράσεις, οι οποίες  αν υπάρχουν απαιτούν λίγο διαφορετική τιμή της σταθεράς λεπτής δομής ή στις μάζες κουάρκ, κάτι που θα προκαλούσε μετρήσιμες μεταβολές στις πυρηνικές ενεργειακές στάθμες. Οι ερευνητές λένε ότι το πείραμα θα μπορούσε να γίνει με την υπάρχουσα τεχνολογία όταν τα εργαστήρια ξανανοίξουν, αφού  λήξουν οι περιορισμοί λόγω πανδημίας.

διαβάστε περισσότερα: «Finding New Forces with Old Techniques»
και «Searching for New Interactions at Sub-micron Scale Using the Mössbauer Effect»

Click to access 2010.03588.pdf



Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: