Fizika nəzəriyyələrinin sərhədləri kalsium atomları ilə sınaqdan keçirilir

ETH Sürixdən olan tədqiqatçılar Almaniya və Avstraliyadakı elmi qruplarla birlikdə apardıqları araşdırmada, həssas atom ölçmələri vasitəsilə fizikanın fundamental nəzəriyyələrinin sərhədlərini test edirlər. Toplanan məlumatlar kainatı izah etməkdə yetərsiz qalan Standart Modelin hüdudlarından kənara çıxan təsirlər haqqında bəzi ipucları daşıya bilər.

Qaynarinfo xəbər verir ki, tədqiqatın əsas məqsədi elementar hissəcikləri və onların qarşılıqlı təsirlərini izah edən, lakin hələ də bir çox problemi cavablandıra bilməyən Standart Modelin kifayət qədər tam olmadığını göstərməkdir. Məsələn, qaranlıq maddə və ya kainatdakı ümumi kütlənin böyük hissəsini təşkil edən görünməyən strukturlar bu model çərçivəsində tam şəkildə izah edilə bilmir. Bu səbəbdən alimlər modelin kənarında yerləşə biləcək yeni qüvvələr və ya hissəciklər ehtimalını araşdırmağa davam edirlər.

Son araşdırmada, alimlər kalsium atomlarından istifadə edərək müxtəlif izotoplar arasında baş verən atom keçidlərini yüksək dəqiqliklə təhlil ediblər. Xüsusilə "izotop sürüşməsi" adlanan kiçik fərqlər araşdırılıb. Bəzi nəzəriyyələrə görə, bu cür fərqlər yeni bir fundamental qüvvənin mövcudluğuna dair siqnallar daşıya bilər.

Təcrübələrdə beş fərqli kalsium izotopundan istifadə olunub: Ca⁴⁰, Ca⁴², Ca⁴⁴, Ca⁴⁶ və Ca⁴⁸. Bu izotoplarda müəyyən enerji keçidləri araşdırılıb. Tədqiqat zamanı iki fərqli izotop eyni vaxtda eyni tələ içində saxlanılıb və onların arasındakı tezlik fərqləri Sub-Hertz (Herts-altı) səviyyəsində, yəni fövqəladə həssaslıqla ölçülüb. Bu yanaşma vasitəsilə ətraf mühitdən qaynaqlanan səs-küy azaldılıb və ölçmə dəqiqliyi artırılıb.

Tədqiqatın əsas analiz üsulu isə "King qrafiki” adlı məlumat vizuallaşdırma texnikası olub. Mövcud fizika qanunlarına görə, bu qrafikdəki məlumatların bir düz xətt boyunca sıralanması gözlənilir. Lakin əldə olunan nəticələr bu gözləntiyə uyğun gəlməyib. Qrafikdəki nəzərəçarpacaq əyrilik statistik baxımdan əhəmiyyətli sayılan səviyyəyə çatıb.

ETH Sürixdən fizika professoru Diana Prado Lopes Aude Kreykin sözlərinə görə, bu sapmanı yalnız məlum nüvə fizikası təsirləri ilə izah etmək mümkün deyil. Hesablamalar göstərir ki, Standart Model çərçivəsində müəyyən edilmiş ən böyük təsir olan ikinci dərəcəli kütlə sürüşməsi belə bu əyriliyi açıqlamaq üçün yetərli deyil. Alimlər, bu sapmanın mümkün səbəbi kimi "nüvə qütbləşməsi" təsirinə işarə edirlər. Bu təsir, atom nüvəsinin ətrafındakı elektronların kiçik dəyişikliklər yaratması nəticəsində ortaya çıxır, lakin hələ də tam başa düşülməyib.

Əldə olunan nəticələr birbaşa olaraq "yeni bir fizika nəzəriyyəsi”nin sübutu olmasa da, bəzi ehtimalları daraldaraq fərziyyələrin sərhədlərini yenidən müəyyənləşdirir. Alimlər bu məlumatlarla hələ təsdiqlənməmiş bir hissəciyin daşıya biləcəyi beşinci fundamental qüvvəni təsvir edən "Yukava qarşılıqlı təsiri” ilə bağlı məhdudiyyətləri daha da sərtləşdiriblər. Ölçmələr, bu hipotetik bozonun kütləsinin 10 eV/c² ilə 10⁷ eV/c² arasında ola biləcəyini göstərir.

Tədqiqat qrupu hazırda üçüncü bir keçid xətti üzərində daha yüksək dəqiqliklə ölçmələrə hazırlaşır. Yeni məlumatlar vasitəsilə müşahidə olunan sapmanın mənbəyini daha aydın şəkildə təyin etmək və mümkün yeni qüvvələri müəyyənləşdirmək məqsəd qoyulub.

Aydın