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
نوسانات کوانتومی (4 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (18 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)
زمین تخت گرایان (131 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (15 پاسخ)
انتقال الکترون در جریان الکتریکی (2 پاسخ)
ساخت اولین قلب با چاپگر سه‌بعدی و رگ و پی انسانی (0 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خودرا از دست ميده؟ (36 پاسخ)
نیرویی که جسم به زمین وارد میکند (1 پاسخ)
نخستین عکس واقعی از افق رویداد سیاهچاله منتشر شد (0 پاسخ)
آیا در سیاه چاله نیروی گرانش به بینهایت میل میکند؟ (11 پاسخ)
نوشتن معادلات قیدی و دیفرانسیلی (2 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (68 پاسخ)
اثبات قضیه استوارت و نقطه لومواین (4 پاسخ)
فشار برحسب واحد مارتینی (1 پاسخ)
اثبات قانون دوم نیوتن (15 پاسخ)
حرکت دورانی حول محور ثابت (5 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (5 پاسخ)
دانلود رایگان کتاب فیزیک هالیدی جلد 1 به زبان فارسی (25 پاسخ)
انرژی چیست؟ (1 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (4 پاسخ)
راهنمایی برای انتخاب کتاب ریاضی و فیزیک (8 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (112 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (37 پاسخ)
آشيل و لاكپشت (29 پاسخ)
نواحی در بسط لوران (22 پاسخ)
مقایسه فونون و فوتون (8 پاسخ)
مطابق فیزیک مطلق، انبساط جهان توسط نیروی دافعه بین اجرام (7 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)
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)
غبار و نور ستاره‌ای در سحابی M78 (0 پاسخ)
کاوشگر ژاپنی از یک سیارک نمونه‌برداری کرد! (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)
مقالات فیزیک
مغز ما توسط گوش‌هایمان کنترل می‌شود!
کشف هزارپای باستانی
در سیارک ایتوکاوا آب پیدا شد!
استخوان ۱۶۰ هزار ساله‌ی انسان
ارتباط باکتری‌های روده و اختلالات روانی
نقش فعالیت‌های انسانی در خشکسالی‌های اخیر
آیا دانشمندان نازی، بمب اتم ساخته بودند؟
میراث هابل؛ تصویری از ۲۶۵،۰۰۰ کهکشان!
نگاه ستاره‌شناسان به درون ستاره‌های غول‌پیکر آبی
آیا گرگ‌ها رام‌شدنی هستند؟
کشف دایناسوری با بال‌هایی عجیب
نوشیدنی تلخ یا شیرین؟
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی بیست و پنج
میکروب‌هایی که آرسنیک تنفس می‌کنند
در معرض دود سیگاری‌ها قرار نگیرید!
حقایقی از قمرهای کوچک درون حلقه‌های زحل!
ساخت توپ‌هایی در ابعاد میکروسکوپی
چرا برخی پرندگان آوازخوان هستند؟
عامل تابش چرینکوف در خلاء کوانتومی چیست؟
خوشه‌هایی که نور را خم می‌کنند!
دو دانشمند زن ایرانی، درمانی برای آنفلوانزا یافتند
کشف دومین کهکشان فاقد ماده‌ی تاریک
در آینده می‌توان انسانی کامل را از روی سلول‌های پوستی ساخت!
تبدیل گاز کوانتومی به اَبَرجامد!
درمانی غیرتهاجمی برای بیماری‌های التهابی
مریخ‌لرزه‌ها چگونه رخ می‌دهند؟
شما بوها را با زبان‌تان هم احساس می‌کنید!
دستگاه تهویه هوایی که هوا را تمیز می‌کند!
این رژیم غذایی پایانی بر چاقی و کبد چرب خواهد بود
ماده‌ای که نیمه‌ی‌عمری بیشتر از عمر تخمینی جهان دارد؟
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
استفاده زیاد از موبایل، خطری ندارد (0+)
کشف بلندترین درخت گرمسیری جهان (0+)
دریافت بیش از حد ویتامین دی مضر است (0+)
اولین سیاره‌ی قابل سکونت چقدر به ما نزدیک است؟ (0+)
تحقیقات نشان می‌دهد محصولات تراریخته ضرری ندارند (0+)
ساخت ربات‌هایی الهام گرفته شده از سلول‌ها (0+)
با موش‌های فضانورد آشنا شوید! (0+)
میکروب‌هایی که در عمیق‌ترین نقطه‌ی اقیانوس زندگی می‌کنند (0+)
کشف دو گونه‌ی جدید انسانی در آسیا (0+)
بازگشت قدرتمندانه کیا ریو (0+)
باکتری‌هایی که از دهان به مغز می‌رسند! (0+)
ارتباط افزودنی خوراکی و ضعف سیستم ایمنی بدن در مقابل آنفولانزا (0+)
در ۵ دقیقه فشار خون را کاهش و عملکرد مغزتان را افزایش دهید (0+)
خاصیت اعجاب‌انگیز عصاره‌ی دانه‌ی آووکادو (0+)
ستاره‌ها نه تنها می‌تابند بلکه منعکس کننده‌ی نور نیز هستند! (0+)
ادامه ...