مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جستجوی «ناذرات» در پوسته زمین

+ 100
رأی شما
- 39

شاید مدرک وجود نیروی کوچک بلندبرد میان دو اسپین در فواصل طولانی، در آهن مغناطیده زیر سطح زمین پنهان شده باشد. این نتیجه مطالعه جدیدی از فیزیکدانان آمریکایی است که ذخایر عظیم الکترون‌های قطبیده زمین را برای گذاشتن حدود دقیق بر وجود برهمکنش‌ تبادلی توسط موجوداتی غیرمعمولی به نام «ناذره» (unparticle) گذارده‌اند.

تکانه زاویه‌ای ذاتی یا «اسپین» یک ذره به آن گشتاور مغناطیسی می‌دهد و برهمکنش بین اسپین‌ها تولید مغناطیس می‌نماید. یک فرومغناطیس مانند آهن وقتی مغناطیده می‌شود که اسپین‌های بعضی الکترون‌ها همخط ‌شوند در حالی که مکانیک کوانتومی می‌گوید نیروی مغناطیسی بین اسپین‌ها ناشی از تبادل فوتون‌های «مجازی» میان الکترون‌ها است.

بعضی از فیزیکدانان نظری پیشنهاد کرده‌اند شاید ذرات هنوز کشف نشده‌ای وجود داشته باشند که به شکل مجازی مبادله می‌شوند و منجر به نوع جدیدی از برهمکنش اسپین-اسپین می‌شوند. مثلا در سال ۲۰۰۷، هوارد جورجی (Howard Georgi) از دانشگاه هاروارد وجود ناذراتی را پیشنهاد کرد که ویژگی غیرعادی دارند: جرم آن‌ها با انرژی یا تکانه متناسب می‌شود.

 

جستجو در آزمایشگاه!

تا امروز، فیزیکدانان با استفاده از منابع آزمایشگاهی ذراتی با اسپین قطبیده به دنبال چنین برهمکنش‌هایی بوده‌اند – ایده آن‌ها نظارت بر تغییرات انرژی مربوط به اسپین بوده زیرا قطبش آن‌ها نسبت به اسپین ذرات درون آشکارساز منتقل می‌شود. تاکنون چنین آزمایش‌هایی دست خالی مانده‌اند اما پژوهشگران دستگاه‌های خود را حساس‌تر می‌کنند تا مرتبا شدت بیشینه چنین نیرویی را کاهش دهند.

لری هانتر (Larry Hunter) و همکارانش در کالج امهرست-ماساچوست به همراه جانگ-فو لین (Jung-Fu Lin) از دانشگاه تگزاس-آستین به جای ابزار آزمایشگاهی از زمین به عنوان منبع اسپین قطبیده استفاده می‌کنند. ایده این است: استفاده از اسپین‌ الکترون‌های جفت‌نشده در آهن پوسته زمین که با میدان مغناطیسی زمین همخط شده‌اند. یکی از نواقص این رویکرد آن است که که این اسپین‌ها هزاران کیلومتر از هر آشکارسازی فاصله دارند، بنابراین برهمکنش آن‌ها حتی از حالت آزمایشگاهی نیز ضعیف تر خواهد بود. اما هانتر و همکارانش نشان دادند که این نقص باید بیش از مقداری باشد که با مقدار مطلق اسپین‌های همخط در زمین جبران شود (آن‌ها محاسبه کردند که باید حدود ۱۰۴۲ اسپین وجود داشته باشد) و این واقعیت که بعضی از برهمکنش‌های ارایه شده نسبتا کند افت می‌کنند – متناسب با معکوس فاصله یا مربع آن – در حالی که میدان‌های دوقطبی مغناطیسی با معکب فاصله افت می‌کنند.

آزمایش در یک اسپین

برای عملی کردن روش خود، پژوهشگران می‌توانستند از نتایج سه آزمایش‌ موجود استفاده نمایند. دو مورد از این آزمایش‌ها – یکی در دانشگاه واشنگتن-سیاتل و دیگری در گروه هانتر در امهرست – طراحی شدند تا وابستگی زاویه‌ای کوچک مفروض را برای قوانین فیزیک اندازه بگیرند که به نقض تقارن لورنتس معروف است. این واقعیت که آشکارسازهای این آزمایش بر روی میزهای چرخانی قرار داشتند، آن‌ها را برای اندازه‌گیری برهمکنش بلندبرد با اسپین‌های درون زمین مناسب می‌کرد. قطبش چشمه – زمین – برگشت‌پذیر نیست اما قطبش آشکارساز  هست.

پژوهشگران نقشه‌ای از اسپین‌های الکترون قطبیده زمین را بر اساس تغییر دما، جهت و اندازه میدان مغناطیسی و چگالی الکترون جفت‌نشده در زمین ساختند. آن‌ها سپس پتانسیل‌ها را با هر کدام از برهمکنش‌های اسپینی غیرعادی مربوط کردند، حول زمین انتگرال‌گیری کردند و اثر این پتانسیل‌ها را بر آشکارسازهای سیاتل و امهرست بررسی کردند. به این طریق توانستند حد بالای نیروهای مربوط به تبادل ناذره‌ها و همچنین ذراتی به نام بوزون‌های محوری را با ضریب یک میلیون کاهش دهند. هانتر می‌گوید: «در کار اندازه‌گیری‌های دقیق، شاید یک دهه طول بکشد تا حساسیت یک آزمایش یک مرتبه بزرگی بهتر شود، بنابراین با استفاده از چشمه‌های آزمایشگاهی شاید ۶۰ سال برای رسیدن به این حد زمان می‌برد».

تایلند جای بهتری است

هانتر می‌گوید که گروهش می‌تواند حساسیت آزمایش را با تصحیح چند «اثر سیستماتیک»، چندین مرتبه بزرگی دیگر افزایش دهد و باور دارد که گروه رقیبش شاید به حساسیت‌های مشابهی برسد. همچنین اشاره می‌کند که بهبود بیشتر را می‌توان با قراردهی آزمایش‌ها در موقعیت‌های مناسب‌تر انجام داد، مثل میدان مغناطیسی قوی‌تر و همخط‌تر در جنوب تایلند منجر به دوبرابر شدن حساسیت نسبت به آزمایش امهرست می‌شوند.

هانتر می‌افزاید که کشف یک نیروی اسپین-اسپین بلندبرد جدید می‌تواند منجر به نقشه‌نگاری دقیق‌تر غلظت آهن در پوسته پایین‌تر زمین شود زیرا داده‌های کمی از مشاهدات زمین‌شناسی و زمین‌شیمی مرسوم  موجود است.

هوشمندانه و خلاقانه!

درک جکسون کیمبال (Derek Jackson Kimball) از دانشگاه ایالتی کالیفرتیا-ایست‌بی؛ این کار را «رویکرد جدید بسیار زیرکانه و خلاقانه‌ای» توصیف می‌کند که «در ادامه پژوهش فعلی برای نیرو‌های بنیادی جدید طبیعت» است و می‌افزاید: «قطعا چنین آزمایشی برای توسعه نظریات جدید و آزمایش‌هایی که به دنبال فیزیک ورای مدل استاندارد هستند، مفید است.»

اریک آدلبرگر از دانشگاه واشنگتن می‌گوید که وقتی او درباره کار امهرست شنید، «از اندازه بزرگ ادعایی چشمه اسپین زمین شگفت‌زده شد» و درباره ادعای پژوهشگران مشکوک بود. اما می‌گوید نظرش را بعد از خواندن دقیق پژوهش عوض کرد. «کار آن‌ها یک مشارکت واقعی است. اخلاقی نیست که یک واکنش آنی نشان دهید – در مورد این که اثر به اندازه کافی بزرگ باشد – بلکه باید یک محاسبه واقعی انجام داد.»

psi.ir

+ 100
رأی شما
- 39



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
سقوط آزاد، پرتاب دو جسم با جرم‌های مختلف (6 پاسخ)
فرگشت انسان (44 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (25 پاسخ)
ببینید و لذت ببرید (4 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (71 پاسخ)
فرود آمدن عمودی بطری آب بر روی میز (1 پاسخ)
نیوتون چگونه حرکت بیضوی زمین را ثابت کرد؟ (15 پاسخ)
لطفا یه کتاب در زمینه فیزیک بهم معرفی کنید که ترجمه کنم (8 پاسخ)
چرا نبایست با افراطی ها بحث کرد؟ (0 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (25 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (21 پاسخ)
زمین تخت گرایان (99 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
کتاب مناسب برای کنکور (6 پاسخ)
کمبود ویتامین دی و سرطان ها (0 پاسخ)
برنامه‌ای که مرگ را پیش‌بینی می‌کند (0 پاسخ)
پایانه های باتری (3 پاسخ)
تست هوش واقعی (19 پاسخ)
سیگنال تحلیلی (0 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (23 پاسخ)
نحوه محاسبه میدان مغناطیس یک اهنربای دائمی در فضا بچه صورتیه (2 پاسخ)
آیا هر جسمی در هر شرایطی دارای جاذبه است؟ (22 پاسخ)
نمایش کسر ثابت گرانش, سرعت نور ، عدد طلایی با توانهای 3 (5 پاسخ)
تغییرات وزن (6 پاسخ)
محاسبات مغناطیس (6 پاسخ)
تغییرات رنگ به علت زاوبه تابش (7 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (22 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (11 پاسخ)
موتور دما کوری (0 پاسخ)
ترازو جرم یک ماده را اندازه گیری می کند یا وزن آن ماده را (4 پاسخ)
تصاویر نجومی (1949 پاسخ)
فاصله زمین و خورشید چگونه باعث پدید امدن فصل‌ها می‌شود؟ (2 پاسخ)
سوال جواب بده و بپرس (494 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (95 پاسخ)
بازی با احتمالات (3 پاسخ)
تابش ذره باردار شتاب دار در مکانیک کوانتومی (0 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (244 پاسخ)
تعریف علم فیزیک (10 پاسخ)
رساناي منزوي (3 پاسخ)
فناوری‌هایی که در سال 2018 رشد می‌کنند (0 پاسخ)
چه تعبیری از کوانتوم داشته باشیم؟ (1 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (213 پاسخ)
مشکل در بردارهای محوری (شبه بردار ها) (18 پاسخ)
4 بعد جهان؟ (36 پاسخ)
آسيب ناشي از برخورد، با انرژي مرتبط هست يا تكانه؟ (5 پاسخ)
شرايط مرزي (5 پاسخ)
ميدان تاخيري (25 پاسخ)
واپاشی هسته ای (1 پاسخ)
نتایج شگفت‌انگیز یک آزمایش برای درمان هموفیلی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (81 پاسخ)
دروس آنلاین و رایگان در دانشگاه‌های برتر دنیا (2 پاسخ)
[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت (13 پاسخ)
تعریف آماری فشار (0 پاسخ)
مفهوم تکانه (2 پاسخ)
ظرفیت خازن (3 پاسخ)
سوال مربوط به اثبات فرمول های انرژی نسبیتی (3 پاسخ)
محاسبه سرعت چرخش در حرکت دورانی یکنواخت (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (14 پاسخ)
مدل تکتایی برای کوارک ها به چه معناست؟ (0 پاسخ)
بررسی ناوردایی توان در نسبیت خاص (2 پاسخ)
مقالات فیزیک
زندگی اجتماعی زاغ‌ها، آن‌ها را باهوش‌تر کرده است.
پرواز رکوردشکن پهپادهای اینتل در المپیک زمستانی ۲۰۱۸
چگونه این چند کودک، برجی از حباب‌های صابون ساختند؟
رصد گره‌ی پیچ‌خورده‌ی کیهانی توسط تلسکوپ هابل
پیشرفت در تکنولوژی پرتوی کششی می‌تواند انسان را در هوا معلق کند.
شناسایی نقاطی ویژه که امواج نور را در مسیرش متوقف می‌کند.
تاثیر مثبت ویتامین D3 در برابر آسیب‌های قلبی عروقی
رویدادهای نجومی اسفندماه ۱۳۹۶
فضانوردان در معرض تب فضایی هستند.
حماقت راننده‌ی کامیون، به خطوط ۲۰۰۰ ساله‌ی نازکای، آسیب جدی وارد نمود.
ثبت خاطره‌ی رشد ماهیچه‌ای، در دی‌ان‌ای انسان
بالاتر از این ساختمان سیاهی نیست!
شیوع ای‌کولای؛ آیا واقعاً باید از خوردن کاهو اجتناب کرد؟
قطعه‌ی گمشده‌ی هوش‌مصنوعی انسان‌مانند یافت شد.
کشف مجموعه‌ای از سیارات، خارج از کهکشان راه‌شیری
آیا حرکتِ قطب‌های مغناطیسیِ زمین خطر‌ناک است؟ علم پاسخ می‌دهد
تصویری جدید از کهکشان کوتوله‌ی ناشناخته
تا چه حد رفتارهای عصبی افراد مشابه دوستان‌شان است؟
ارتباط بیماری‌های قلبی و میگرن
رونمایی از دو محصول مرتبط با پروژه‌ی هایپرلوپ
ورزش هوازی می‌تواند علائم شناختی بیماری آلزایمر را بهبود ببخشد.
کشف گوری عجیب از اسکلت‌های باستانی در مکزیکوسیتی
تصویر تلسکوپ هابل از کهکشان مارپیچی NGC7331
آرزویی برای آینده‌ی خودروهای خودران
تاثیر دارویی نوعی قارچ در درمان افسردگی
موجودات فضایی از چه نیرویی استفاده می‌‌کنند؟
گرمایش اقیانوس‌ها، شاهدی بر گرمایش جهانی است.
خطر بالقوه‌ی داروهای سوزش معده
تسلا می‌خواهد کامیون‌های برقی بسازد.
نهنگ باستانی کارولینا، اسرار منشأ تغذیه فیلتری را برملا کرد.
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
شواهد جدید مبنی بر گذشته‌ی مریخ (0+)
پروژه‌ای با هدف سفر انسان به اعماق زمین (0+)
انقلابی در انرژی هم‌جوشی هسته‌ای (0+)
نقش باکتری روده در کنترل ژن‌های ما چیست؟ (0+)
۱۴ گونه ژن مرتبط با چاقی شناسایی شد. (0+)
ارتباط مواد شوینده‌ با مسمومیت در کودکان (0+)
آیا در اروپا موجود فرازمینی یافت می‌شود؟ (0+)
توت فرنگی‌ها آلوده به سموم هستند. (0+)
چندی با زمین‌تخت‌گرایان - بررسی انحنای زمین در سطح دریا (۱) (0+)
تا چه حد توجه به زنان باردار، اهمیت دارد؟ (0+)
نوشیدنی‌های الکلی چگونه به سلول‌های بنیادی آسیب می‌زنند؟ (0+)
مشاهده‌ی طوفان شنی به بزرگی کشور آمریکا در مریخ! (0+)
وقتی احساس سرماخوردگی داریم باید به پزشک مراجعه کنیم؟ (0+)
بر اساس تحقیقات جدید، داروهای کلسترول جدید بی‌خطر هستند. (0+)
امکان تأمین برق زمین در نیروگاه‌های بادی شمال اقیانوس اطلس (0+)
ادامه ...