Socialiniai tinklai

Mokslas

Pirmą kartą mokslo istorijoje atliktas dvigubo plyšio eksperimentas su antimaterija: pasirodė dviejose vietose tuo pačiu metu – ką tai reiškia?

technologijos

Paskelbta

data

Kai ieškoma atsakymų į egzistenciškai svarbius klausimus, esmė – detalėse.

Dalelė gali būti dviejose vietose tuo pat metu – net jei tai yra antimaterijos dalelė. Tyrėjai su antimaterija atliko klasikinį eksperimentą, atskleidžiantį vieną iš kvantinės mechanikos dogmų: visos dalelės yra ir bangos.Paprasčiausioje dvigubo plyšio eksperimento, versijoje, atliktoje 1801 metais, šviesos spindulys apšviečia plokštę su dviem lygiagrečiais plyšeliais. Per juos perėjusi šviesa patenka į ekraną, kuriame dėl šių dviejų šviesos bangų interferencijos sudaro šviesius ir tamsius ruoželius.Ši interferencija rodo, kad šviesa yra ne tik klasikinė dalelė, kaip teigė Niutonas, bet ir banga.

KLASIKINIS EKSPERIMENTAS

Nuo to laiko dvigubo plyšio eksperimento variacijos buvo pakartotos su daug kitų dalelių, nuo elektronų iki molekulių, ir jie taip pat patvirtino bangos ir dalelės dualizmą. Šiuo eksperimentu netgi parodyta, kad atskira dalelė gali praskrieti per abu plyšius ir interferuoti su savimi.Šios demonstracijos stiprina kvantinės mechanikos, kaip neatskiriamos visatos dalies, vaidmenį, bet su antimaterija jis nebuvo atliktas Lig šiol.„Antimaterija yra brangi, ją sunku pagaminti, o sukurti įtaisą, kuriuo būtų galima išgauti antimedžiagos spindulį – dar sunkiau,” sako Michaelas Peskinas iš SLAC Nacionalinės greitintuvo laboratorijos Kalifornijoje.Berno universitete Šveicarijoje Akitaka Ariga su kolegomis atliko dvigubo plyšio eksperimentą ir stebėjo pozitronų – elektronų antimedžiaginių ekvivalentų – interferenciją.

ANTIMATERIJOS SPINDULYS

Įtaise naudojamas radioaktyvus natrio izotopas, skleidžiantis ~5000 pozitronų per sekundę. Pozitronai skrieja per porą apvalių angų, sufokusuojančių juos į spindulį.Likę pozitronai nukreipiami į du silicio nitrido kristalus, kurie veikia kaip daugelio plyšių rinkinys. Per plyšius praskrieję pozitronai pataiko į ekraną, kuris veikia kaip fotografinė plokštelė, fiksuojanti, kur pataikė kiekvienas pozitronas.Per sekundę ekraną pasiekė vos ~100 pozitronų, todėl, kad susidarytų pakankamai stiprus signalas, eksperimentas turėjo vykti 200 valandų. Gautame atvaizde buvo matomos šviesios ir tamsios juostos, rodančios, kad pozitronų bangos viena su kita interferuoja.Tai nėra pirma antimedžiagos banginių savybių demonstracija. Pavyzdžiui, surengta egzotiškų molekulių, sudarytų iš medžiagos ir antimedžiagos mišinio, interferencija, sako Peskinas, bet klasikinį dviejų plyšelių eksperimentą surengti vis viena smagu. „Eksperimento išvados nebuvo netikėtos, bet paties eksperimento atlikimas buvo didelis techninis iššūkis.”Šis eksperimentas buvo pirmasis žingsnis, tiriant gravitacijos poveikį antimaterijai. Tebėra atviras, užtikrintai neatsakytas klausimas, ar gravitacija antimateriją veikia taip pat, kaip ir įprastą medžiagą, ar gal ji reaguoja kaip nors kitaip – gal net kyla aukštyn. Jie siekia ištirti, kaip kinta interferencija, kai pozitronus veikia skirtingos jėgos gravitacija.„Įmanoma, kad gravitacija daleles ir antidaleles veikia šiek tiek skirtingai, ir tai galėtų iš dalies paaiškinti, kodėl visatą sudaro skirtingas kiekis medžiagos ir antimedžiagos dalelių,” sako Davidas Christianasiš Fermi Nacionalinės greitintuvo laboratorijos Ilinojuje.Jei gravitacija medžiagą ir antimedžiagą veikia skirtingai, šis skirtumas bus labai mažas, todėl tam, kad skirtumas išryškėtų, eksperimentai turės būti atliekami itin preciziškai. „Gravitacijos poveikis atskirai dalelei labai mažas, net jeigu tai – visos Žemės gravitacija,” sako Christianas. „Tai įdomi eksperimentinė technika, tačiau tikimybė, kad skirtumas yra – išties menka.“

Komentarai

Jūsų komentaras

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Kosmosas

Kaip mūsų visata atrodo iš šono? Formos paslaptis.

technologijos

Paskelbta

data

Skelbia

Nesunkiai nustatome tolimų dangaus kūnų formas, nes regime juos iš šalies. Su Visata reikalai kur kas sudėtingesni, nes negalime iš jos pasitraukti ir pažvelgti iš šono. O tada kokia iš tiesų Visatos forma? Ir kuo remiasi mokslo prognozės?

Visatos forma nėra naujas klausimas – jį svarstė dar senovės išminčiai. Induizmo tekstai erdvę aprašo kaip kiaušinį. Džainizmas nurodo gigantišką žmogų, o senovės Graikijos stoikai manę, kad tai – begalinėje tuštumoje plaukiojanti saka.

Tokios prielaidos moksliniais faktais nėra pagrįstos, todėl tyrimuose mokslininkai dažnai remdavosi Alberto Einšteino reliatyvumo teorija. Pagal ją, masė iškreipia erdvę. Tad, Visatos formą ir jos baigtį apsprendžia jos tankis – erdvės tūrio vienete esanti masė.

Mokslininkams pavyko nustatyti kritinį Visatos tankį, kuris proporcingas erdvės plėtimosi greitį apibrėžiančios Hubble’o konstantos kvadratui. Tik štai dėl Hubble’o konstantos vis dar nesutariama, todėl mūsų modeliai gali ir pasikeisti.

Nauji kosminiai skaičiavimai Visatos plėtimosi paslapties nepaaiškino – veikiau atvirkščiai

O kokios tos formos? Yra keli scenarijai. Jei erdvės tankis mažesnis už kritinį, tada erdvės plėtimuisi sustabdyti materijos nepakaks ir Visata plėsis amžinai. Tada erdvės forma primena balną – atvira Visata.

Jei Visatos tankis didesnis už kritinį, tada plėtimuisi masės užteks. Tokia Visata uždara ir baigtinė, be aiškaus krašto. Tai – sfera. Beje, pagal šį scenarijų erdvė pradės trauktis ir įvyks Didžiojo Sprogimo priešingybė, ir Visata sukris į save.

Yra ir trečias variantas, kai Visatos tankis lygus kritiniam tankiui. Taip plėtimosi greitis pamažu lėtėja per begalinį laiką. Tada kosminė erdvė plokščia ir begalinė.

Mokslo bendruomenė šiuos tris variantus labiausiai priimtinais. Tačiau kai kurie mokslininkai dar neatmeta riestainio arba vamzdžio varianto. Pavyzdžiui, riestainis techniškai yra plokščias, tačiau daugelyje vietų susietas. O vamzdis – balno formos variantas su vienu plačiu, o kitu siauru galu.

Kai kas mano, kad Visatos forma panaši į riestainio

Kokia forma labiausiai tikėtina? Remiantis kosminės Plancko observatorijos (2015 m.) duomenimis, gyvename begalinėje ir plokščioje Visatoje. Tačiau suprasti, kad mūsų apžvalgos galimybės – ribotos.

Mes vis dar nepasiekėme Didžiojo Sprogimo „taško“, o plėtimasis vyksta tokiu greičiu, kad kai kurie objektai atsidūrė už regimosios visatos ribų.

Tačiau remiantis turima informacija, plokščioji Visata – labiausiai tikėtina forma. Tačiau mokslininkai šią temą vis dar nagrinėja. Dabar aktyviai tiriamas reliktinis spinduliavimas, galintis pateikti daug naudingos informacijos.

Kas žino, gal mūsų palikuoniai kada nors supras gyvenantys gigantišką riestainį primenančioje Visatoje. Kaip manote?

Skaityti daugiau

Mokslas

Kinijos radioteleskopas užfiksavo „atkaklių“ signalų seriją iš tolimojo kosmoso

technologijos

Paskelbta

data

Skelbia

Greituosius radijo blyksnius geriau fiksuoti greitu teleskopu. Tad, Kinijos FAST teleskopas tam puikiai tinka. Neseniai jis tai patvirtino, užfiksavęs ne bet kokius, o daug kartų pasikartojančius radijo blyksnius.

Prieš kelis metus kalnų slėnyje Kinijoje buvo pastatytas gigantiškas, 500 metrų apertūros radioteleskopas. Jis pavadintas FAST ir juo neseniai padarytas, turbūt svarbiausias per šio teleskopo dar neilgą istoriją, atradimas. Teleskopu pavyko užfiksuoti neįprastus, pribloškiamu dažnumu besikartojančius greituosius radioblyksnius iš tolimo kosmoso. Atrodo, lyg kas iš kito Visatos krašto bandytų mums „prisiskambinti“.

Toks radioblyksnių tipas pirmą kartą užfiksuotas dar 2012 metais, Puerto Rike esančioje Arecibo observatorijoje, ir nuo to laiko jis pasikartojo dar kelis kartus. Signalas pavadintas FRB 121102, o iš netiesioginių požymių mokslininkai nustatė, kad jis atsklido iš už 3 milijardų šviesmečių – tai yra toli netgi regimosios visatos masteliu. Ir štai, rugpjūčio 30 dieną, FRB 121102 pasireiškė vėl. Tačiau dabar jau kaip dešimtys pasikartojančių impulsų.

Sutapimas tai ar ne, tačiau FAST yra jautriausias 1,05–1,45 GHz dažnių ruože, todėl jis – idealus FRB 121102 stebėjimo įrankis. Rugsėjo 3 dieną buvo užfiksuota iš karto 20 impulsų iš eilės. Radioteleskopo komanda intensyviai darbuojasi ir jau spėjo operatyviai paskaičiuoti ir atlikti pakeitimus, pašalindami praskrendančių lėktuvų ir palydovų keliamus trikdžius. FAST pasirengęs „klausyti“ FRB 121102, ir šimtai mokslininkų iš viso pasaulio padės analizuoti juo surinktus signalus.

Jei nėra būtinybės, nežemiškos civilizacijos siunčiamų signalų galimybės niekas nesvarsto. Labiau tikėtina, kad tai tradicinis žmonijos mokslo „bruožas“ – kaskart, kai sukuriam naują galingą detektorių, pasaulio vaizdas staiga pasikeičia. Gauname naujų, ne visai suprantamų duomenų, ir pradedame perdirbinėti senus modelius ir teorijas. Kalbant apie FRB 121102, jau yra iškelta hipotezių, kad šių signalų šaltinis – kažkoks kosminis kūnas, apie kurį kol kas nieko nežinome. Gali būti, kad taip pasireiškia dar nežinoma neutroninės žvaigždės gyvavimo fazė.

Skaityti daugiau

Reklama

Reklama

Skaitomiausi