Науковці здійснили справжній прорив у фізиці. Їм вдалося примусити ядро атома торію поглинути певну кількість енергії, перейшовши у збуджений стан. Очікується, що застосування цієї технології дозволить не тільки точно вимірювати час, а й дізнатися чимало цікавого про фундаментальні константи Всесвіту.
Чому ядра атомів не поглинають енергію?
Команда вчених з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі під керівництвом Еріка Хадсона заявляє, що їм вдалося здійснити серйозний прорив у фізиці. Як вказано у статті, опублікованій у Physical Review Letters, вони змогли примусити ядро торію поглинути й випромінити фотони.
Цього результату вчені очікували протягом майже 50 років. Взагалі те, що елементарні частинки здатні переходити у збуджений стан, поглинаючи фотони, відомо вже давно. Однак досі це вдавалося тільки для крихітних електронів, що, наче хмара, оточують ядро атома. На цьому принципі збудована значна частина сучасних технологій, наприклад, лазери та більшість електроніки.
Теоретично те саме мало б відбуватися і з протонами та нейтронами, з яких складається саме ядро. Однак енергія зв’язків у ньому дуже велика, а електрони навколо перехоплюють більшу частину протонів. Проте команді Хадсона вдалося обійти це обмеження.
Для цього вони помістили ядра торію-229 в кристал, що складається із фтору і почали обстрілювати його за допомогою лазерів. Електрони всередині такого кристала міцно прив’язувалися до атомів фтору. Завдяки цьому фотони змогли дістатися протонів та нейтронів.
Чому це важливо
Значущість дослідження для науки полягає саме в тому, що вчені змогли навчити поглинати та випромінювати фотони настільки зв’язний об’єкт, як ядро торію. Висока енергія зв’язку протонів та нейтронів у ньому означає, що вони надійно відділені від впливу зовнішнього середовища.
Тобто будь-яка зміна їхнього стану свідчитиме про стан Всесвіту у даній локальній точці краще, ніж будь-що, що досі було доступне людям. Тому найперше використання цього досягнення у фізиці — створення неймовірно точного годинника. Хоча ті, що є у розпорядженні вчених, вже достатньо досконалі, для дослідження та контролю деяких процесів цього досі недостатньо.
Проте вчені вважають, що технологія збудження атомів фотонами здатна на значно більше. Вона може надати їм можливість дослідити фізичні константи, які керують нашим Всесвітом. Зазвичай їх значення вважаються незмінними, звідки вони й отримали свою назву. І жоден експеримент на Землі не дав підстави сумніватися у цьому висновку.
Однак астрономічні дані вказують, що принаймні для деяких з них значення можуть відрізнятися у різних частинах Всесвіту. Щоправда, потрапити туди й провести вимірювання вкрай складно. Проте, якщо варіативність існує, то експерименти з поглинанням фотонів ядром мають її виявити.
За матеріалами indiaeducationdiary.in
