A może każdy atom we Wszechświecie może być wyjątkowy

W niedawnej pracy opublikowanej w czasopiśmie „Physics Letters B” fizyk Mark Raizen z University of Texas w Austin proponuje serię eksperymentów mających odkryć potencjalne różnice między tymi pozornie identycznymi cząstkami.

„Lubimy, gdy teoria i eksperyment idą ramię w ramię – mówi Raizen. – To pytanie nigdy wcześniej nie zostało przetestowane eksperymentalnie i właśnie to sprawia, że jest dla mnie interesujące”.

Gdyby atomy były rozróżnialne, patrzenie na dwa atomy tego samego typu przypominałoby oglądanie dwóch samochodów tej samej marki i modelu – mówi Christian Sanner, fizyk z Colorado State University, który nie brał udziału w nowych badaniach. Zaraz po opuszczeniu linii produkcyjnej mogłyby wydawać się niemożliwe do odróżnienia. Ale gdy podejdziemy bliżej, aby niezwykle dokładnie zmierzyć dokręcenie śrub i maleńkie szczeliny między drzwiami a ramą, subtelne różnice staną się bardziej widoczne.

Aby uzyskać niezwykle precyzyjne pomiary atomowe, Raizen proponuje eksperyment wykorzystujący laser do chłodzenia i uwięzienia pojedynczych izotopów – odmian atomów – w wyjątkowo dokładnym zegarze atomowym. Taki układ pozwoliłby badaczom wykryć minimalne różnice w poziomach energii izotopów poprzez analizę niuansów pola magnetycznego wytwarzanego przez wirujące jądro każdej cząstki, zwanego momentem magnetycznym jądra.

Eksperyment opiera się na kilku dekadach wcześniejszych prac Raizena. Jeszcze jako doktorant w National Institute of Standards and Technology pomagał on opracować sposób chłodzenia i uwięzienia szeregu naładowanych atomów „niczym pereł na naszyjniku” w zegarach atomowych. Część jego późniejszych badań koncentrowała się na tworzeniu metod kontrolowania tych uwięzionych cząstek. Badania te doprowadziły do powstania wydajniejszych metod rozdzielania izotopów – ważnego etapu wielu terapii przeciwnowotworowych opartych na promieniowaniu oraz diagnostyki obrazowej – a także kluczowego elementu jego planu testowania rozróżnialności atomów.

„W pewnym sensie zamyka to cykl, który rozpoczął się dla mnie 30 lub 35 lat temu, i dlatego możliwość połączenia tych rzeczy, do których powrotu nigdy się nie spodziewałem, jest niezwykle satysfakcjonująca i ekscytująca” – mówi Raizen. Nawet naukowcy, którzy nie są całkowicie przekonani, że atomy mogłyby być unikalne, zgadzają się, że eksperymenty testujące powszechnie akceptowane założenia stanowią istotną część procesu naukowego oraz długiej historii innowacji napędzających rozwój tej dziedziny. „Taka właśnie jest postawa współczesnej nauki – mówi Sanner. – Spekulacja jest potrzebna, by rodziły się nowe pomysły, ale ostatecznie to wyniki eksperymentów są tym, co naprawdę rozstrzyga sprawę”.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.