Ученые совершили настоящий прорыв в физике. Им удалось заставить ядро атома тория поглотить определенное количество энергии, перейдя в возбужденное состояние. Ожидается, что применение этой технологии позволит не только точно измерять время, но и узнать немало интересного о фундаментальных константах Вселенной.
Почему ядра атомов не поглощают энергию?
Команда ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под руководством Эрика Хадсона заявляет, что им удалось совершить серьезный прорыв в физике. Как указано в статье, опубликованной в Physical Review Letters, они смогли заставить ядро тория поглотить и излучить фотоны.
Этого результата ученые ожидали в течение почти 50 лет. Вообще то, что элементарные частицы способны переходить в возбужденное состояние, поглощая фотоны, известно уже давно. Однако до сих пор это удавалось только для крошечных электронов, которые, словно облако, окружают ядро атома. На этом принципе построена значительная часть современных технологий, например, лазеры и большинство электроники.
Теоретически то же самое должно происходить и с протонами и нейтронами, из которых состоит само ядро. Однако энергия связей в нем очень велика, а электроны вокруг перехватывают большую часть протонов. Однако команде Хадсона удалось обойти это ограничение.
Для этого они поместили ядра тория-229 в кристалл, состоящий из фтора, и начали обстреливать его с помощью лазеров. Электроны внутри такого кристалла прочно привязывались к атомам фтора. Благодаря этому фотоны смогли добраться до протонов и нейтронов.
Почему это важно
Значимость исследования для науки заключается именно в том, что ученые смогли научить поглощать и излучать фотоны настолько связный объект, как ядро тория. Высокая энергия связи протонов и нейтронов в нем означает, что они надежно отделены от воздействия внешней среды.
То есть любое изменение их состояния будет свидетельствовать о состоянии Вселенной в данной локальной точке лучше, чем что-либо, что до сих пор было доступно людям. Поэтому первое использование этого достижения в физике — создание невероятно точных часов. Хотя те, что есть в распоряжении ученых, уже достаточно совершенны, для исследования и контроля некоторых процессов этого до сих пор недостаточно.
Однако ученые считают, что технология возбуждения атомов фотонами способна на гораздо большее. Она может предоставить им возможность исследовать физические константы, которые управляют нашей Вселенной. Обычно их значения считаются неизменными, откуда они и получили свое название. И ни один эксперимент на Земле не дал основания сомневаться в этом выводе.
Однако астрономические данные указывают, что по крайней мере для некоторых из них значения могут отличаться в разных частях Вселенной. Правда, попасть туда и провести измерения крайне сложно. Однако, если вариативность существует, то эксперименты с поглощением фотонов ядром должны ее выявить.
По материалам indiaeducationdiary.in
