Socialiniai tinklai

Mokslas

Tamsiosios materijos detektoriumi stebėtas rečiausias kada nors užfikuotas įvykis

technologijos

Paskelbta

data

Kaip stebėti procesą, trunkantį daugiau nei trilijoną kartų ilgiau už Visatos amžių? XENON Collaboration tyrėjų komanda atliko tai instrumentu, skirtu neapčiuopiamų Visatos tamsiosios materijos dalelių paieškai. Balandžio 25 dieną žurnale Nature publikuotame straipsnyje tyrėjai praneša stebėję ksenono-124 skilimą, kurio pusperiodis yra 1,8×10²² metų.

„Iš tiesų matėme, kaip vyksta šis skilimas. Tai – ilgiausias, lėčiausias kada nors tiesiogiai stebėtas procesas, ir mūsų tamsiosios materijos detektorius pakankamai jautrus, kad jį išmatuotų,“ sakė Ethanas Brownas, fizikos asist. prof. Rensselaer, ir tyrimo benraautorius. „Nuostabu būti šio proceso liudininku, ir tai rodo, kad mūsų detektorius gali užfiksuoti rečiausią kada nors užfiksuotą įvykį.“

XENON Collaboration naudoja XENON1T, 1 300 kilogramų indą pilną supergryno skysto ksenono, nuo kosminių spindulių saugomo kriostate, panardintame į vandenį 1 500 metrų po Gran Sasso kalnais Italijoje. Tyrėjai ieško tamsiosios materijos (kurios penkis kartus daugiau, nei įprastos, bet kuri labai retai su įprasta materija sąveikauja) fiksuodami mažus šviesos žybsnius, kai dalelės sąveikauja su detektoriaus ksenonu. O kadangi XENON1T buvo skirtas fiksuoti tamsiosios materijos dalelės ir ksenono branduolio sąveiką, detektorius aptinka bet kokią sąveiką su ksenonu.

Ksenono skilimo požymiai radosi, ksenono atomo branduolio protonui pavirtus į neutroną. Daugumoje skylančių elementų tai nutinka, kai į branduolį įtraukiamas vienas elektronas. Bet kad pavirstų neutronu, protonas ksenono branduolyje privalo sugerti du elektronus, – įvykti „dvigubas elektrono perėmimas.“

Dvigubas elektrono perėmimas vyksta tik tada, kai visai šalia branduolio du elektronai atsiduria tinkamu metu – „retas įvykis turi vykti kartu su kitu retu įvykiu, tad bendras įvykis nutinka itin retai,“ paaiškino Brownas

.Kai ši ultrareta proga pasitaikė ir dvigubas elektrono perėmimas įvyko detektoriuje, instrumentas užfiksavo atomo elektronų persirikiavimo, užpildant poros branduolio absorbuotų elektronų vietas, signalą.

„Vykstant dvigubam perėmimui, elektronai perimami iš artimiausio branduoliui elektrono sluoksnio, ir jame atsiranda laisva vieta,“ sakė Brownas. „Likę elektronai peršoka į žemiausią lygį ir mes šį procesą užfiksavome detektoriuje.“

Šis pasiekimas pirmą kartą leido šmatuoti šio ksenono izotopo pusinio skilimo periodą, remiantis tiesioginiu jo radioaktyvaus skilimo stebėjimu.

„Tai – stulbinamas atradimas, praplečiantis fundamentaliausių materijos savybių pažinimo ribas,“ pabrėžė Mokslo mokyklos dekanas Curtas Brenemanas. „Dr. Browno darbas kalibruojant detektorių ir užtikrinant ksenono švarumą iki aukščiausio įmanomo lygio, buvo kritiškai svarbūs šiam svarbiam stebėjimui.“

XENON Collaboration dalyvauja daugiau nei 160 mokslininkų iš Europos, JAV ir Viduriniųjų Rytų, o nuo 2002 metų,naudojo tris vis jautresnius skysto ksenono detektorius Gran Sasso Nacionalinėje laboratorijoje Italijoje. XENON1T, didžiausias tokio tipo detktorius, duomenis rinko nuo 2016 metų iki 2018 metų gruodžio, kai buvo išjungtas. Dabar mokslininkai rengia eksperimentą naujai XENONnT fazei, kurioje aktyvi detektoriaus masė bus trigubai didesnė, nei XENON1T. Drauge su mažesniu foninio triukšmo lygiu, tai detektorius jautrumą padidins maždaug 10 kartų.

Komentarai

Jūsų komentaras

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Kosmosas

Mokslinis darbas apie pažengusios civilizacijos kosminius laivus, kuriuos varytų mažos juodosios skylės ir juos būtų galima surasti su Fermi teleskopu

technologijos

Paskelbta

data

Skelbia

Norėdami aptikti svetimas civilizacijas, astronomai turi mąstyti originaliai ir daryti tam tikras prielaidas, kaip tos kitos gyvybės formos galėtų atrodyti bei kokius technologinius pėdsakus galėtų palikti po savęs.

Naujausias ir net šiek tiek šokiruojantis Kanzaso valstijos universiteto matematiko mokslinis darbas yra turbūt geriausias pavyzdys ką reiškia „think out of the box“ (mąstyti kitaip, kūrybiškai, originaliai ir netradiciškai).

Mokslininkas daro prielaidą, kad pakankamai pažengusi svetima civilizacija greičiausiai gali sukurti tokius kosminius laivus, kuriuos varytų mažos juodosios skylės.

Taip, mažos juodosios skylės galėtų būti tokių kosminių laivų energijos šaltinis ir mokslininkas teigia, kad astronomai, pasinaudoję aplink Žemę skriejančiu Fermi teleskopu, stebinčiu dangų gama spindulių ruože, galėtų užfiksuoti tokių erdvėlaivių judėjimą.

Pagrindinė idėja, pasak matematiko Louis’o Crane’o, yra ta, kad juodosios skylės energija varomas erdvėlaivis paliks išskirtinį gama spindulių pėdsaką.

Louis’as teigia, kad astronomai galėtų šiuos erdvėlaivių paliktus gama spindulius aptikti pasinaudoję aplink Žemę skriejančiu Fermi teleskopu.

„Jei kuri nors pažangi civilizacija jau turi tokio tipo erdvėlaivius, dabartiniai [labai didelės energijos] gama spinduliuotės teleskopai gali juos aptikti iki 100-1000 šviesmečių atstumų“, – sakė Crane’as. „Juos (tokių erdvėlaivių paliktus gama spindulių pėdsakus aut. past.) būtų galima atskirti nuo natūralių šaltinių, kadangi per metus ir dešimtmečius jie [erdvėlaivių gama pėdsakai] keistųsi.“

Crane’as taip pat provokuojamai teigia manantis, jog astronomai jau iki šiol galėjo pastebėti keletą gama spinduliuotės šaltinių, „kuriems nebuvo surastas natūralus paaiškinimas“.

Mokslininkas taip pat svarsto ką reikštų civilizacijai sukurti dirbtinę juodąją skylę ir tai skamba dar egzotiškiau.

„Norint pagaminti dirbtinę juodąją skylę, mes turėtume sutelkti milijardo tonų gama spinduliuotės lazerį į atominio dydžio objektą“, – sakė Crane’as. „Tai lyg bandymas padaryti tiek aukštųjų technologijų branduolinių bombų, kiek Žemėje yra automobilių. Mastas yra už dabartinių pasaulio ekonomikos ribų. Tik civilizacija, visiškai įvaldžiusi Saulės sistemą, turėtų pakankamus išteklius [sukurti dirbtinę juodąją skylę].“

Skaityti daugiau

Kosmosas

„SpaceX“ „Starship“ variklis pralenkė Rusijos variklius, kurie mušė rekordus dvejus dešimtmečius

Avatar

Paskelbta

data

Skelbia

„SpaceX“ generalinis direktorius Elonas Muskas sako, kad bendrovės „Raptor“ variklis, skirtas „Starship“ ir „Super Heavy“ valdymui, viršijo Rusijos mokslininkų sukurtų raketų rekordą, išlaikytą daugiau nei du dešimtmečius.

Žinomas kaip degimo kameros slėgis, Raptor pranešė, kad jis viršijo šiuolaikišką Rusijos variklį RD-180, pasiekdamas jėgą lygiavertę vienam „Tesla“ modeliui 3, subalansuotą kiekviename „Raptor“ degimo kameros kvadratiniame colyje, o aparatūra tiesiogiai greta raketų variklio varpinės formos antgalis.

Vis dar per anksti karūnuoti Raptor kaip naują oficialų rekordo laužytoją. Nuo 2000 m. RD-180 patikimai skraido su ULA „Atlas V“ raketomis, kurių kameros slėgis yra aukštas ~ 257,5 baro (3735 psi), o „Raptor“ atlieka integruotą bandymą maždaug du metus , o visiškai integruotą bandymą – mažiau nei Septynias dienas. Taigi faktas, kad „Raptor“ pasiekė apie 269 barus (3900 psi), yra beveik neįtikėtinai įspūdingas pasiekimas.

Skaityti daugiau

Skaitomiausi