Yeni hissəcik dəstəsi eksperimenti Eynşteynin cazibə nəzəriyyəsini şübhə altına ala bilər

Bir çox insan adi və ekzotik maddə arasında fərqlərin olub-olmaması ilə maraqlanır. Sürix Federal Texnologiya İnstitutunun (ETH Zurich) və Villigendəki Paul Şerrer İnstitutunun (PSI) fizika professoru Anna Soter və onun komandası da bu məsələni araşdırır.

Qaynarinfo xəbər verir ki, bu barədə "PHYS.ORG" yazır.

"Bu mövzu ilə bağlı maraqlı eksperiment keçirmək yolunda mühüm addım atmışıq. Biz müonun cazibə qarşılıqlı təsirini ölçmək istəyirik", deyə Soter bildirib.

Məlumdur ki, bizi əhatə edən bütün maddə, o cümlədən insan orqanizmi proton, neytron və elektronlardan ibarətdir. Fiziklər bunları maddənin birinci nəsil hissəcikləri adlandırırlar. Bundan əlavə, daha ağır hissəciklərin daxil olduğu iki nəsil də mövcuddur. Məsələn, müon elektronun daha ağır "qardaşıdır" və ikinci nəslə aiddir.

PSI-də tədqiqatçılar böyük hissəcik sürətləndiricisində müonları və onların antihissəciklərini süni şəkildə yaradırlar. Müsbət yüklü antimüon mənfi yüklü elektronla birləşdikdə neytral müonium atomu əmələ gəlir.

Hissəciklər fizikasının Standart modeli maddənin nəsillər üzrə strukturunu təsvir edir.

"Lakin biz fiziklər hələ də bu əlavə nəsillərin ümumiyyətlə niyə mövcud olduğunu və niyə məhz üç nəsil olduğunu anlamırıq", deyə Soter bildirib.

Digər maraqlı sual isə daha böyük kütləyə malik ikinci və üçüncü nəsil hissəciklərin cazibə qüvvəsinin təsiri altında daha yüngül birinci nəsil hissəcikləri ilə eyni şəkildə davranıb-davranmamasıdır.

Adi maddədə bütün cisimlər müəyyən bir cazibə sahəsində eyni sürətlə düşür. Sərbəst düşmənin bu universallığı hələ Qalileo Qaliley və İsaak Nyutonun dövründə qəbul edilmişdi. Cazibə və ətalət kütlələrinin ekvivalentliyi prinsipi kimi bu xüsusiyyət Albert Eynşteynin cazibə nəzəriyyəsinin təməl prinsiplərindən biridir.

Lakin bu sirli prinsip indiyədək yalnız adi maddə və ya birinci nəsil antimaddə üzərində nümayiş etdirilib. Alimlər müoniumun cazibə davranışını ölçməklə ikinci nəsil hissəciyin ilk dəfə necə düşdüyünü araşdıracaqlar.

"Ekzotik müonium bunun üçün çox uyğundur, çünki neytral atomdur. Bir şeyin düşməsi üçün onun neytral olması lazımdır", deyə Soter vurğulayıb.

Yüklü hissəcikdə cazibənin zəif təsiri səpələnmiş elektromaqnit sahələri tərəfindən maskalana bilər.

Lakin burada ciddi çətinliklər də var: müonlar çox sürətlə parçalanır – onların ömrü cəmi 2,2 mikrosaniyədir. Bundan əvvəl istifadə olunan müonium mənbələri müxtəlif istiqamətlərdə və fərqli sürətlərlə hərəkət edən atomlar yaradırdı və bu da onları dəqiq eksperimentlər üçün yararsız edirdi.

Bununla belə, PSI-də alimlər mühüm irəliləyiş əldə ediblər.

"Biz müonium atomlarını "soyuq" vəziyyətdə əldə edə bildik və bu, cazibə ilə bağlı eksperimentin keçirilməsini mümkün edir. Bu halda "soyuq" o deməkdir ki, atomlar eyni sürətlə, demək olar ki, bir-birinə paralel hərəkət edir", deyə tədqiqatçı bildirib.

Məlum olub ki, buna alimlərin "Nature Physics" jurnalında haqqında məlumat verdikləri müonium atomlarının yaradılmasının yeni üsulu sayəsində nail olmaq mümkün olub.

"Təxminən mütləq sıfıra – mənfi 273 dərəcə Selsiyə qədər soyudulmuş ifrataxıcı heliumdan istifadə etdik. İfrataxıcı helium ayrı-ayrı helium atomlarının öz fərdiliyini itirdiyi və tərkibində heç bir çirkin olmasına imkan verməyən kvant mayesi adlanan maddədir", deyə tədqiqatın əsas müəllifi Cessi Çjan izah edib.

Növbəti mərhələdə alimlər cazibə qüvvəsinin müon dəstəsinə təsirini ölçmək üçün cihaz hazırlamağı planlaşdırırlar. İnterferometr adlanan bu cihaz atomların dalğa xüsusiyyətlərindən istifadə edərək interferensiya mənzərəsi yaradır. Yerin cazibə qüvvəsinin yaratdığı bu mənzərədəki cüzi dəyişiklik müonlara göstərilən cazibə təsirini müəyyən etməyə imkan verəcək.

"Ümid edirik ki, bu il bu metodu ilk dəfə atom dəstəsi üzərində sınaqdan keçirə biləcəyik. Hər şey yaxşı getsə, cazibə eksperimenti özünün iki-üç il sonra keçirilməlidir", deyə Soter bildirib.

İndiyədək fizikada dörd fundamental qarşılıqlı təsirin mövcud olduğu qəbul edilirdi: cazibə, elektromaqnit, güclü və zəif qarşılıqlı təsirlər. Beşinci qüvvənin mövcudluğu dəfələrlə irəli sürülsə də, indiyədək bunun sübutu əldə edilməyib.

Lakin belə bir sübut əldə etmək Soterin əsas məqsədi deyil: "Mən müxtəlif ideyalara tamamilə açığam. Sadəcə olaraq ilk dəfə ölçmək istəyirəm ki, cazibə və ətalət kütlələri arasındakı ekvivalentlik ikinci nəsil hissəciklərə də şamil olunurmu. Elə bunun özü kifayət qədər ilhamverici işdir".

Aydın