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
 ارائه نسخه های نیسان جوکی استینگر در نمایشگاه خودروی لس آنجلس

ارائه نسخه های نیسان جوکی استینگر در نمایشگاه خودروی لس آنجلس

نیسان اقدام به عرضه برنامه Color Studio خود در نمایشگاه خودروی لس آنجلس نموده و به این منظور دو مدل جوکی به رنگ های زرد و مشکی را ارائه داشته است. خریداران نیسان می توانند با استفاده از برنامه Color Studio بسیاری از قطعات تریم روی جوکی (و Versa Note) را سفارشی سازی نمایند، دو Stinger Editions جدید نیز به منظور نمایش دادن همین امر در نمایشگاه امسال رونمایی شده اند.

مطالعه متن کامل
ساخت سیستمِ تامین ِ انرژی از جریان هایِ اقیانوسی، درقالب پروژه ای مشترک توسط توشیبا و آی اچ آی

ساخت سیستمِ تامین ِ انرژی از جریان هایِ اقیانوسی، درقالب پروژه ای مشترک توسط توشیبا و آی اچ آی

تیمی مشترک از شرکت های آی اچ آی و توشیبا کار روی ساخت یک سیستم تولید انرژی را آغاز کرده اند. این دو شرکت توسط سازمان توسعه فناوری صنعتی و انرژی جدید ژاپن یا NEDO به عنوان همکاران بخش تحقیق در توسعه سیستمی جدید جهتِ "تحقیق و توسعه فناوری انرژی اقیانوسی و بعبارت بهتر تحقیق اجرایی سازی ِ تولید برق از انرژی اقیانوس" انتخاب شده اند. البته تیم مشترک یادشده از سال2011 به اینطرف روی نسل آینده تولید برق از انرژی اقیانوس (سیستم توربین جریان ِآبی اقیانوس از نوع شناور زیرآبی) کار می کرده اند و تحقیقِ اجراسازیِ مذکور، پروژه بعدی آنهاست.

مطالعه متن کامل
به روایت تصویر: جت مافوق صوت می تواند10 برابر سریع تر از سرعت صوت حرکت کند

به روایت تصویر: جت مافوق صوت می تواند10 برابر سریع تر از سرعت صوت حرکت کند

طرح پیشنهادی هواپیمای مافوق صوتی که به نام اسکریمر (Skreemr) نامیده شده است می تواند مسافران را از نیویورک به لندن ظرف نیم ساعت منتقل کند، و سرعت آن 10برابر سرعت صوت یا زیر 12348 کیلومتر بر ساعت می باشد. کانسپت هواپیما توسط مهندس و مخترع کانادایی چارلز بمباردیر طراحی شده است. در این مطلب تصاویر گرافیکیِ کامپیوتری، مربوط به این وسیله مافوق صوت را مشاهده می کنید.

مطالعه متن کامل
اینترستو  برای نارسایی قلبی تایید شد

اینترستو برای نارسایی قلبی تایید شد

اداره کل دارو و غذا، دارویی به نام اینترستو (ساکوبیتریل، والسارتان) را برای درمان نارسایی قلبی تایید کرد

مطالعه متن کامل
جلوگیری از آتش گرفتن باتری های لیتیومی با استفاده از مواد شیمیایی افزودنی

جلوگیری از آتش گرفتن باتری های لیتیومی با استفاده از مواد شیمیایی افزودنی

ابهت تراشه های پردازنده امروزه برای هیچ کسی پوشیده نیست اما اگر باتری های لیتیوم-یون نبودند، الکترونیک مدرن امروزی چیزی شبیه وضعیت دهه 50 میلادی بود. متاسفانه با اینکه این باتری ها روز به روز کوچک تر و دوام شان بیشتر می شود، اما به تدریج که کهنه می شوند خطر داغ شدن و آتش گرفتن آنها نیز بیشتر می شود. اکنون یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه استنفورد و بخش انرژیِSLAC National Accelerator aboratory به یک ماده افزودنی دست یافته اند که عمر باتری لیتومی را افزایش می دهد و در عین حال ایمنی و عملکرد آن را نیز بهبود می بخشد.

مطالعه متن کامل