مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جستجوی «ناذرات» در پوسته زمین

+ 105
رأی شما
- 41

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

+ 105
رأی شما
- 41



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
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (110 پاسخ)
نواحی در بسط لوران (22 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (5 پاسخ)
راهنمایی برای انتخاب کتاب ریاضی و فیزیک (7 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (4 پاسخ)
مقایسه فونون و فوتون (8 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (26 پاسخ)
مطابق فیزیک مطلق، انبساط جهان توسط نیروی دافعه بین اجرام (7 پاسخ)
اثبات حیرت اور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (12 پاسخ)
حل معمای بزرگ دویصد سالۀ تاج خورشیدی با فیزیک مطلق (1 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (24 پاسخ)
نمایی از کهکشان مارپیچی M101 (0 پاسخ)
مغناطیسه کردن یک سیال در حال عبور از یک لوله (0 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (0 پاسخ)
دانشجویان فوتونیک و مهندسی اپتیک و لیزر خود را معرفی کنید (26 پاسخ)
بیگ بنگ و سیاهچاله ها (3 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (3 پاسخ)
زمین تخت گرایان (117 پاسخ)
غبار و نور ستاره‌ای در سحابی M78 (0 پاسخ)
کاوشگر ژاپنی از یک سیارک نمونه‌برداری کرد! (0 پاسخ)
فشار برحسب واحد مارتینی (0 پاسخ)
معما های سخت (333 پاسخ)
خورشید در آرامش (0 پاسخ)
پاک شدن ویروس اچ‌آی‌وی پس از پیوند سلول‌های بنیادی (0 پاسخ)
واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1989 پاسخ)
آیا این یک پارادوکسه؟! (1 پاسخ)
کیهان و کائنات؛ فیزیک یا ریاضی؟ (9 پاسخ)
فیزیکدانان و شکار ذرات شبح‌وار (0 پاسخ)
اثر میدان مغناطیسی زمین در مدار زمین آهنگ چگونه است؟ (0 پاسخ)
در جستجوی جرم گمشده کیهان (0 پاسخ)
شاید “ماده تاریک” اصلا وجود نداشته باشد! (0 پاسخ)
۱۴ سال نگاه به ساعت برای اثبات نظریه نسبیت اینشتین (1 پاسخ)
پایان ۱۵ سال کاوش در مریخ (0 پاسخ)
سوال در مورد پرتاب موشک ماهواره بر و چرخش فیلم (1 پاسخ)
میدان دید عریض از خورشید گرفتگی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (93 پاسخ)
“سیاهچاله‌ها” در کیهان نخستین چگونه شکل گرفتند؟ (0 پاسخ)
اندیس بالانویس (8 پاسخ)
نمای یک کهکشان از لبه (0 پاسخ)
کهکشان راه شیری واقعأ یک دیسک مسطح نیست! (0 پاسخ)
یادگیری فیزیک را از کجا شروع کنم؟ (4 پاسخ)
قانون پایستگی انرژی در مغناطیس (1 پاسخ)
دانشمندان راهی برای سنجش جاذبه مریخ یافتند (0 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (36 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (27 پاسخ)
سینماتیک سطح شیبدار (8 پاسخ)
کشف یک کهکشان کوچک بصورت تصادفی (0 پاسخ)
اولین عکس از سیاهچاله تقریبا آماده است! (0 پاسخ)
دو ماشین اگر باهم برخورد کنن کمتر صدمه می‌بینند یا به دیوار؟ (62 پاسخ)
خازن باردار (5 پاسخ)
رد نظریه خمیدگی فضا و زمان (6 پاسخ)
برخی آزمایش‌های فیزیک و دلایل آنها (0 پاسخ)
مساحت قسمتی از سطح یک کره چطور محاسبه می‌شود؟ (9 پاسخ)
نیروی کشسانی فنر (2 پاسخ)
جریان ac و dc (2 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (0 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (1 پاسخ)
خواص ذرات و تعمیمش به خواص جهان (0 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (8 پاسخ)
مقالات فیزیک
مهم‌ترین رویدادهای محیط‌زیستی در سال ۱۳۹۷
نقشه‌برداری از منابع بالقوه‌ی آب در مریخ
موسیقی، ابزاری برای هماهنگ کردن امواج مغزی
برجسته‌ترین رویدادها و اکتشافات باستان‌شناسی در ۱۳۹۷
دارویی برای بهبود اخلاق و حافظه‌ی سالمندان
تلسکوپی که سیارات فراخورشیدی زیادی را کشف خواهد کرد!
رویدادها و ماموریت‌های مهم فضایی در سال ۱۳۹۷
یافته‌های برجسته‌ی تکنولوژی و فناوری‌اطلاعات، در سال ۱۳۹۷
یافته‌های برجسته‌ی پزشکی و سلامت، در سال ۱۳۹۷
خوردن قارچ‌های جادویی شما را خلاق‌تر می‌کند!
یادگیری این ترفند جالب ریاضی را از دست ندهید!
آیا جدول زمانی فرگشت را باید از نو نوشت؟
شواهدی از اجرام جدید در کمربند کویپر!
پایان زندگی ستاره‌های غول‌پیکر
چرا برخی از سال‌ها، دمای زمین بیشتر می‌شود؟
عواقب کم بودن فشار باد تایر اتومبیل
تصویری از جرم سرگردان میان‌کهکشانی!
آیا هوش‌مصنوعی به خودآگاهی خواهد رسید؟
دوقلوهای نیمه‌همسان چگونه به‌وجود می‌آیند؟
دندانی که درون بینی رشد کرده است!
ساخت اتم‌های ضدماده در آزمایشگاه
آیا فضاپیمای اسرائیلی با موفقیت به سطح ماه خواهد رسید؟!
راز هم‌ترازی اهرام مصر فاش شد!
شباهت جالب نئاندرتال‌ها با انسان‌های امروزی
اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در جهان
به تماشای واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی بنشینید
به کمک نانوتکنولوژی، دید انسان افزایش خواهد یافت
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۸
تاثیر تغییرات آب و هوایی بر زندگی ماهی‌گیران!
چرا باید فرض کنیم حیوانات خودآگاهی دارند؟
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
تزریق انسولین برای دیابتی‌ها راحت‌تر و بدون درد شد (0+)
امروز هوای مریخ چطور است؟ (0+)
ماهی‌ها در آینه خودشان را می‌شناسند! (0+)
نشانه‌هایی از عصر یخبندان اولیه در جنوب آفریقا (0+)
ساخت راکتور هسته‌ای توسط نوجوان ۱۴ ساله! (0+)
با امواج وای‌فای وسایل الکترونیکی‌تان را شارژ کنید (0+)
کشف فسیل گونه‌ی جدیدی از دایناسورها در مغولستان (0+)
ناسا در جستجوی کشف منشاء دنیا است (0+)
انسان‌ها با اسپیس‌شیپ به مریخ خواهند رفت! (0+)
ویژگی‌های مدل‌های ۲۰۱۹ آیفون (0+)
درمان تنفس‌تنگی در کودکان با تغذیه‌ای سالم‌تر (0+)
حیات بر روی زمین از چه زمانی و از کجا آغاز شد؟ (0+)
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۵ (0+)
روش جدید تشخیص سرطان ریه (0+)
بارش عجیب برف سیاه در سیبری (0+)
ادامه ...