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
اضافه سازی توربین های بادی و ادامه پروژه نوسازی سبز برج ایفل

اضافه سازی توربین های بادی و ادامه پروژه نوسازی سبز برج ایفل

دو توربین بالای طبقه دوم برج واقع شده اند و 121 متر از زمین ارتفاع دارند. سال گذشته بود که خبری در مورد نوسازی اولین طبقه از برج ایفل در رسانه ها منتشر شد. هم اکنون کار برای سبز کردن این برج معروف جهانی ادامه دارد و به عنوان بخشی از همین روند، اربن گرین انرجی از نیویورک یا اختصارا UGE به تازگی کار نصب دو توربین بادی را روی این برج به اتمام رسانده که قرار است تولید گاز دی اکسید کربن توسط ایفل را کاهش بدهد.

مطالعه متن کامل
دانشمندان مغز کوچکی در نخاع کشف کردند که به حفظ تعادل کمک می‌کند.

دانشمندان مغز کوچکی در نخاع کشف کردند که به حفظ تعادل کمک می‌کند.

اغلب ما برای راست ایستادن نیازی به فکر کردن و تمرکز نداریم، این کاریست که ما تمام عمر انجام می‌دهیم. ولی وقتی روی سطوح خطرناک مثل یخ یا طناب راه می‌رویم، ممکن است به تمرکز و دقت زیادی احتیاج داشته باشیم. اما محققان کشف کردند حتی در موقعیت‌های کاملا خطرناک، تا حدود زیادی، ناخودآگاهِ ما مسئول حفظ تعادل و زمین نخوردن ما می‌باشد. این به دلیل همان چیزیست که دانشمندان به آن مغز کوچک می‌گویند، درحقیقت گروهی از نرون‌های تازه شناخته شده در نخاع، اطلاعات گرفته شده از اعصاب حسی را اجرا می‌کنند. این یافته می‌تواند راه درمان جدیدی را برای مشکلات حرکتی و تعادل به ما نشان دهد.

مطالعه متن کامل
مطالعه ویرایش ژنی،"پاشنه آشیل" محتملِ بیماری سلول داسی شکل را برملا ساخت

مطالعه ویرایش ژنی،"پاشنه آشیل" محتملِ بیماری سلول داسی شکل را برملا ساخت

محققان دانا-فاربر/مرکز اختلالات خونی و سرطان کودکان بوستون دریافته اند تغییراتی که در رشته کوچکی از دی ان ای صورت می گیرد، می تواند نقص ژنتیکیِ زیربنایی بیماریِ سلول داسی شکل SCD را رفع کند. کشف یاد شده که در ژورنال Nature منتشر شده است، مسیر نوینی را برای راهبردهای توسعه ویرایش ژنی جهت معالجه SCD و سایر اختلالات هموگلوبینی همانند تالاسمی در اختیار قرار می دهد.

مطالعه متن کامل
جایگزین شدن منیزیوم به جای لیتیوم در باتری جدید تویوتا

جایگزین شدن منیزیوم به جای لیتیوم در باتری جدید تویوتا

همانطور که می دانید الکترولیت نقطه مشکل آفرین باتری های منیزیومی است، اما محققان شرکت تویوتا راهی برای غلبه بر مشکل یاد شده پیدا کرده اند که مسیر را برای تولید چنین باتریهایی هموار می سازد. مهندسان موسسه تحقیقاتی تویوتا در آمریکای شمالی (TRINA) راز استفاده از منیزیوم را در باتری های قابل شارژ پیدا کرده اند. به این ترتیب می توان از منیزیوم به عنوان جایگزینی ایمن تر به جای لیتیوم استفاده کرد که محدوده استفاده آن از باتری های گوشی های همراه تا اتومبیل های پرقدرت را شامل می شود.

مطالعه متن کامل
تست جدیدی که تمام ویروس های انسانی و حیوانی را شناسایی می کند

تست جدیدی که تمام ویروس های انسانی و حیوانی را شناسایی می کند

بنا به تحقیقی که به تازگی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس انجام گرفته است، محققان موفق به ابداع تست جدیدی شده اند که تمام ویروس های آلوده ساز انسان و حیوانات را شناسایی می کند. هزاران ویروس وجود دارند که عامل بیماری در انسان و حیوانات هستند و تشخیص این ویروس ها کار پرزحمتی می باشد، و برخی اوقات حتی نیاز است تست های مختلفی انجام شود. دلیل این موضوع نیز بازمی گردد به اینکه تست های موجود از حساسیت کافی برای شناسایی سطوح پایین ویروس ها برخوردار نیستند یا اینکه محدود به شناسایی صرفا آندسته از ویروس هایی هستند که مسئول بیماری فرد می باشند.

مطالعه متن کامل