مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جستجوی «ناذرات» در پوسته زمین

+ 110
رأی شما
- 42

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

+ 110
رأی شما
- 42



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
● تحصیل در کانادا
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
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (100 پاسخ)
زمین تخت گرایان (152 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (2 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (2 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (50 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مقالات فیزیک
بازوی رباتیک جدید را با ذهن کنترل کنید
نور آبی شما را می‌کُشد!
عمر خورشید چگونه تمام می‌شود؟
در قطب شمال مریخ چه می‌گذرد؟
کشف ویژگی جدید نور
مصرف آنتی‌بیوتیک، شما را در برابر آنفلوآنزا ضعیف می‌کند
بدون برش دی‌ان‌ای می‌توان ژنوم را تغییر داد!
خواب نامناسب چه بلایی به‌سر جمجمه می‌آورد؟
پرتوی‌های کیهانی عامل اصلی فرگشت
جاسوسی از یخچال‌های طبیعی هیمالیا
احتمال برگرداندن چه‌جور کیف‌پول گم‌شده‌ای بیشتر است؟
اسرار زندگی کروکودیل‌های باستانی فاش شد
کشف منشاء یک انفجار رادیویی
معجزه‌ی هوش‌مصنوعی در بخش پزشکی
شناسایی سلولی ضدآلرژی
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و یک
کشف کرمی که سنگ‌ می‌خورد!
دلیلی برای خشکی سرخرگ‌ها
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
تاثیر مخرب کم‌خوابی بر بدن (0+)
سیبری سکونت‌گاهی خوش آب‌وهوا خواهد شد (0+)
آشکارسازی مرز پلاسمای کیهانی (0+)
ابتدا سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند یا کهکشان‌ها؟ (0+)
گوشتخوارترین گیاه جهان (0+)
چرا بچه‌ی انسان دیرتر از بچه‌ی پستانداران دیگر رشد می‌کند؟ (0+)
عمر حلقه‌های زحل چقدر است؟ (0+)
ویرایش دی‌ان‌ای در فضا (0+)
چربی بدن شما را افسرده می‌کند (0+)
کشف دو سیاره‌ی زمین‌مانند در نزدیکی منظومه‌ی شمسی (0+)
چرا سگ‌ها بیشتر کودکان را گاز می‌گیرند؟ (0+)
مرسدس، قوانین فیزیک را دگرگون کرد! (0+)
پرچم هند در ماه بالا می‌رود (0+)
داروی فشار خون، آلزایمر را هم درمان می‌کند (0+)
رابطه با انسان باعث تکامل سگ‌ها شده است! (0+)
ادامه ...