کوی دانش - kooy

ثابت های بنیادین هنوز هم مقدار ثابتی دارند: ساعت های اتمی، پایداری نسبت جرمی پروتون به الکترون را نشان دادند

ثابت های بنیادین هنوز هم مقدار ثابتی دارند: ساعت های اتمی، پایداری نسبت جرمی پروتون به الکترون را نشان دادند
05 آذر
07:35 1393
آیا ثابت های بنیادین واقعا مقدار ثابتی دارند؟ تحقیقاتی که به تازگی در Physikalisch-Technische Bundesanstalt انجام شده نشان داده است که یکی از ثابت های بنیادین اصلی (به نام نسبت جرمی پروتون به الکترون) تنها می تواند تا حداکثر یک میلیونیم در طول عمر منظومه شمسی ما (که بیش از تقریبا 5 میلیارد سال تخمین زده شده) تغییر کرده باشد. پیش از این، دانشمندان تصور می کردند تغییرات احتمالی تا دو برابر بزرگتر باشد. برای رسیدن به این نتیجه، فیزیکدانانی از PTB ساعت های اتمی سزیم و ایتربیوم را به مدت 7 سال با یکدیگر مقایسه کردند.

نتایج آن ها به همراه نتایج آزمایش مشابه انجام گرفته شده در موسسه اندازه گیری بریتانیا (NPL) در شماره اخیر مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

جهان در حال گسترش است. بعد از آن که این کشف در سال 1930 صورت گرفت، فیزیکدانان شروع نمودند به حدس زدن درباره این که آیا در چنین جهان پویایی، در مجموع کمیت های ثابت می توانند وجود داشته باشند. شاید حتی به اصطلاح "ثابت های بنیادین" هم در معرض تغییرات زمانی باشند که این موضوع می تواند اطلاعات کلیدی در مورد ساختار و توسعه جهان به ما بدهد؟ از آن زمان به بعد، آن ها به وسیله مشاهدات اخترفیزیکی و ژئوفیزیکی به دنبال یافتن شواهد تغییرات ایجاد شده به واسطه ثابت های بنیادین در طول دوره های کیهانی چندین میلیارد ساله هستند. نتایج مجاز هستند که تا حدودی تناقض داشته باشند. در طول چندین سال گذشته، تجربه های آزمایشگاهی با ساعت های اتمی به چنان دقتی رسیده اند که در حال حاضر تنها با مطالعه یک دوره چندین ساعته امکان جواب دادن به این پرسش وجود دارد. اگر ثابت های بنیادین تغییر کنند، در این صورت دو ساعت اتمی که بر اساس دو سیستم متفاوت کار می کنند، نسبت به یکدیگر (با شیوه ای قابل پیش بینی در طول زمان) دارای خطا هستند. این روش در PTB برای بررسی ثابت بودن یک کمیت فیزیکی اصلی (نسبت جرمی پروتون به الکترون) با مقایسه یک ساعت اپتیکال با یک یون ایتربیوم به دام افتاده و ساعت های اتمی سزیم به کار برده شده است.

یک پروتون تقریبا 1836 مرتبه سنگین تر از یک الکترون است و به علاوه در معرض نیروی الکترومغناطیسی می باشد، پروتون در معرض "نیروی قوی" نیز می باشد، که این نیرو عامل ساختار و انسجام هسته اتم است. ثابت های اتمی متغیر منجر به تغییراتی در قدرت نسبی این نیروها خواهد شد، که به نوبه خود تاثیری بر روی جرم ذرات درگیر خواهد داشت.

جرم الکترون فرکانس ساعت های اتمی اپتیکال را تعیین می کند، جرم پروتون در فرکانس ساعت سزیم (از طریق ویژگی های هسته اتم) پدیدار است. در طول چندین سال گذشته همزمان با توسعه ساعت های اتمی، ساعت سزیم بارها در PTB با ساعت ایتربیوم  (با افزایش دقت) مقایسه شده است. این ساعت ها در حال حاضر به ترتیب در بازه فرکانس میکروویو و اپتیکال در زمره دقیق ترین ساعت های اتمی می باشند. با استفاده از این اطلاعات، می توان این نتیجه را گرفت که نسبت جرمی پروتون به الکترون تغییر قابل تشخیصی را نشان نمی دهد. بنابراین، با در نظر گرفتن عمر تقریبی منظومه شمسی ما (یعنی در حدود 5 میلیارد سال)، این به معنای تغییری کمتر از یک میلیونیم در ثابت بنیادین است و این یعنی ثابت بنیادین هنوز هم می تواند بعنوان یک کمیت جهانی و پایدار در نظر گرفته شود.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

رضا جعفری

رضا جعفری

کارشناسی ارشد تبدیل انرژی

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

شاید باور این موضوع برای افرادی که همیشه با ریاضیات مشکل داشتند سخت باشد که مغز انسان بدون اینکه خودِ فرد متوجه باشد بصورت دائمی مشغول انجام حجم گسترده ای از انواع محاسبات است و اتفاقاً اینکار را بسیار خوب هم انجام می دهد. شاهد این مدعا از دانشگاه پرینستون رسیده است. در یک مطالعه جدید محققان این دانشگاه نشان دادند که چگونه مغز ما انسانها، تمامی داده های بدست آمده از محیط اطراف را که توسط حواس مختلف جمع آوری شده است ترکیب می کند تا به یک ارزیابی نهایی از وضعیت برسد که به اخذ تصمیم ها و نوع رفتارهای ما منجر می شود. این موضوع به اینجا هم ختم نمی شود و اگر در طی این فرآیند داده های جدیدی وارد شوند، مغز انسان با انعطاف پذیری حیرت انگیزی آنها را در محاسبات خود وارد کرده و حتی نتیجه محاسبات را تغییر می دهد. برای بررسی بیشتر این موضوع با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

یک پروفسور، یک محقق فوق دکترا و یک دانشجوی ارشد بر روی ترامپولین (تشک پرش) پریدند! جمله فوق یک مزاح نیست بلکه آغازی برای توضیح تحقیقات جدید بر روی ماده شگفت انگیز گرافن است. گروهی به سرپرستی روبرتو د آلبا، دانشجوی ارشد فیزیک و Jeevak Parpia پروفسور و رئیس دپارتمان فیزیک، مقاله ای در Nature Nanotechnology راجع به کاربردهای دیگر برای این ماده روان، بسیار قوی و بسیار سبک منتشر کرده اند. در این تحقیق قابلیت استفاده از «تنش گرافن» بعنوان نوعی واسطه بین حالت های ارتعاشی که اجازه انتقال مستقیم انرژی از یک فرکانس به فرکانس دیگر را می دهد، نمایش داده شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

وجود آثار و بقایای نئاندرتال ها در مناطقی که در بالای عرض 50 درجه شمالی قرار داشته باشند بسیار کم است و تا کنون نیز فقط در دو نقطه این شواهد بدست آمده است. یکی در منطقه فلدهافر آلمان و دیگری در اسپای بلژیک. مطالعه جدیدی که توسط دکتر هلن راجیر با همکاری آسیر گومژ اولیوینسا از UPV/EHU انجام گرفت باعث کشف بیشترین تعدادِ بقایای کشف شده از نئاندرتال ها در مناطق شمالی اروپا شد. در این مجموعه 5 تایی، بقایای اسکلتی 4 نوجوان (بالغ) و یک کودک به چشم می خورد که در منطقه Troisième caverne در گویت بلژیک کشف شده اند.

مطالعه متن کامل
تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

محققانی از دانشگاه تگزاس در آوستین توانستند محدودیتهای اساسی بر سر عملکرد «شنل نامرئی کننده» را تعیین کنند. این شنل یک فناوری است که اجازه نامرئی شدن ویا تشخیص داده نشدن را به جسمِ درونش در برابر امواج رادیویی، امواج مایکروویو، نور مادون قرمز و نور مرئی می دهد. نظریه محققان تاکید می کند که استفاده از شنل برای پنهان کردن شیء درونش در مقابل یک موج خاص قابل انجام است لیکن پنهان کردن آن در برابر یک محیط پرنور (چراغانی) با طول موجهای مختلف بسیار سخت تر می شود که در این حالت تغییر اندازه شیء باعث تغییر فاکتورها و مشکلات بیشتر هم خواهد شد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

بیش از نود درصد از انواع گونه های پستانداران در دوره کرتاسه (66 میلیون سال پیش) توسط همان دلایلی که دایناسورها را ازبین برد، از بین رفتند. این میزان بسیار بیشتر از آن بود که پیش از این تصور می شد. مطالعه ای که توسط محققان مرکز میلنر در دانشگاه بَث انجام شد و در نشریه Evolutionary Biology نیز منتشر گردید، مطرح می کند که همه انواع شناخته شده پستانداران که در انتهای دوره کرتاسه در آمریکای شمالی می زیسته اند، از بین رفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این میزان معادل 93 درصد از انواع موجود در این دوره بوده است. این مطالعه همچنین بیان می کند که این انقراض، بسیار سریعتر از آنچه تصور می شد انجام گرفته است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پرداخت نقدی، کارتی یا با گوشی؟ پایانه پرداختِ Poynt به شما اجازه می‌دهد هر طور که می‌خواهید، پرداخت کنید.

پرداخت نقدی، کارتی یا با گوشی؟ پایانه پرداختِ Poynt به شما اجازه می‌دهد هر طور که می‌خواهید، پرداخت کنید.

طراح سابق کیف پول گوگل و مدیر اجرایی فعلیِ PayPal و «Osama Bedier تصمیم گرفت تا پایانه فروش خود را که در آینده نیز کاربرد خواهد داشت، به نام Poynt بسازد. او پایانه Poynt را طراحی کرد تا هر شکلی از پرداخت را که در خارج موجود است، شامل کارت های سنتی، EMV (تراشه و PIN) NFC ،(Apple Pay و کیف پول گوگل)، بلوتوث، Bitcoin و کدهای QR قبول کند. اغلب پایانه های پرداخت تنها تعداد کمی از این روش ها را پشتیبانی می‌کنند و اغلب باید برای پذیرش کارت های EMV تا 2015 زمانی که تغییر قانونی کلیدی بر آن اثر می‌گذارد، به روز شوند.

مطالعه متن کامل
بیماری های جدی روی سلامت استخوان اثرمی گذارند

بیماری های جدی روی سلامت استخوان اثرمی گذارند

طی یک تحقیق جدید افرادی که با شکستگی استخوان وارد ICU می شوند و حداقل 24 ساعت در آن بستری هستند، پس از یک سال دچار کاهش تراکم استخوان می شوند.

مطالعه متن کامل
آژانس فضایی اروپا (ESA) نفت خام را به فضا می فرستد

آژانس فضایی اروپا (ESA) نفت خام را به فضا می فرستد

قرار است ESA در آزمایشی موسوم به "همبستگی Soret در نفت خام"، اثرات تخلیه فشار را بر روی نفتِ خامی که تحت فشارِ بالا قرار دارد، بررسی نماید. شاید این استراتژی درظاهر بی معنا به نظر برسد، اما قطعا در ورای این آزمایش نفتی، برنامه ای نفهته است. بر این اساس که، ایستگاه فضایی یادشده مجموعه ای از بشکه های کوچک نفت خام را که به شدت تحت فشار قرار گرفته اند به مدار زمین ارسال می کند که این خود می تواند بخشی از یک برنامه دیگر باشد.

مطالعه متن کامل
چرا برخی از یخچال های طبیعی آبی رنگ به نظر می رسند؟

چرا برخی از یخچال های طبیعی آبی رنگ به نظر می رسند؟

تصویر فوق: این قطعه یخ دریایی برجسته به خاطر انتشار نور، آبی رنگ به نظر می رسد. یکی از شگفت انگیزترین مناظری که در قطب جنوب به چشم می خورد یخ آبی رنگ این ناحیه است که همانند دریای یخ زده ای مواج به نظر می رسد. در قطب جنوب هرجا در اثر وزش باد و بخار شدن آب، سطحِ یخ ها از برف پاک سازی شده باشد می توان تکه هایی از یخ آبی رنگ را مشاهده کرد. سطح شفاف و صیقل خورده یخ ها، رنگ آبی فیروزه ای بسیار زیبایی را همزمان با قرار گرفتن خورشید بر فراز افق قطبی پیش چشم ما قرار می دهد. از این لحاظ قطب جنوب تنها نقطه در زمین است که می توان قطعات یخ آبی رنگ را دید.

مطالعه متن کامل
یک میکروسکوپ اتمی شگفت انگیز: میکروسکوپ فرمیونیک

یک میکروسکوپ اتمی شگفت انگیز: میکروسکوپ فرمیونیک

در تصویر بالا، یک چیدمان اپتیکی برای خنک کنندگی با لیزر دیده می شود.

مطالعه متن کامل