طول عمر نوترون ها در فضای بین ستاره ای کشف شد ، کیهان شناسان درپی تجربه های جدید

به گزارش وبلاگ اریکه، دانشمندان و کیهان شناسان برای اولین بار طول عمر یک نوترون را در خلاء فضا اندازه گیری کردند.

طول عمر نوترون ها در فضای بین ستاره ای کشف شد ، کیهان شناسان درپی تجربه های جدید

به گزارش خبرنگار فناوری وبلاگ اریکه، هنگامی که به هسته یک اتم نگاه می کنیم، می بینیم که نوترون ها در آن پایدار هستند. اما پس از خارج شدن نوترون از هسته، طول عمر آن به طور قابل توجهی کوتاه می گردد. اما چقدرکوتاه؟ دقیقا معین نیست. اندازه گیری ها دو نتیجه متفاوت را بدست می دهند و روش جدید اندازه گیری نوترون های موجود در فضا می تواند به کشف رمز و راز آن یاری کند.

این امر می تواند یاری کند تا بفهمیم که چگونه عناصر به سرعت بعد از بیگ بنگ، حدود 13.8 میلیارد سال پیش فضا را پر نموده اند. این فرایند با عنوان نوکلئوسنتز بیگ بنگ شناخته شده و تصور می گردد بین 10 تا 20 ثانیه بعد از بیگ بنگ صورت گرفته است. درک اینکه نوترون چه مدت می تواند به تنهایی زنده بماند، به کیهان شناسان اجازه می دهد تا حد بالایی زمان زنده ماندن را معین نمایند.

جک ویلسون، دانشمند سیاره شناسی از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز، نویسنده اصلی این مقاله، با توصیف نتایج جدید، گفت: این اولین بار است که کسی عمر نوترون را در فضا اندازه گیری می نماید.

از دهه 1990 دو نوع آزمایش متفاوت روی زمین صورت گرفته تا طول عمر نوترون اندازه گیری گردد، روش بطری و روش پرتو. در روش بطری، دانشمندان یک تله مکانیکی، گرانشی، مغناطیسی یا ترکیبی ایجاد نموده و مدت زمانی که طول می کشد تا نوترون ها درون آن از بین برود را اندازه گیری می نمایند. در روش پرتو، دانشمندان پرتویی از نوترون ها را شلیک می نمایند سپس پروتون ها و الکترون هایی که با از بین رفتن نوترون ها حاصل می شوند را شمارش می نمایند.

هر دو روش بسیار دقیق هستند، اما یک مشکل عظیم وجود دارد. روش بطری به طور متوسط مدت زمان از بین رفتن نوترون را 879.5 ثانیه یا 14 دقیقه و 39 ثانیه با میزان خطای 0.5 ثانیه در نظر می گیرد. روش پرتویی میانگین 888 ثانیه یا 14 دقیقه و 48 ثانیه با میزان خطای 2 ثانیه را اندازه گیری می نماید.

این اختلاف 9 ثانیه ای بین دو میانگین ممکن است زیاد به نظر نرسد؛ اما هنگام کوشش برای کاهش طول عمر یک نوترون، بسیار زیاد است و اینجاست که فضا وارد عمل می گردد.

هنگامی که پرتو های کیهانی دائما به وسیله فضا جریان می یابند و با اتم های روی سطح سیاره یا جو آن برخورد نمایند، بعضی از نوترون ها پاشیده شده و راهی فضا می شوند. از نظر تئوری، در ارتفاعات بالاتر، تعداد نوترون های کمتری باید وجود داشته باشند، اما برای انجام اندازه گیری های دقیق به ابزار مناسب در ارتفاع مناسب احتیاج داریم.

بین سال های 2011 و 2015، چند فضاپیمای ناسا در مدار چرخش عطارد قرار داشتند. با نزدیک شدن به زهره، طیف سنج نوترونی MESSENGER اطلاعاتی را در خصوص نوترون هایی که از سیاره با سرعت چند کیلومتربرثانیه خارج می شدند، جمع آوری کرد.

در ارتفاع مینیمم 339 کیلومتر (210 مایل)، MESSENGER به حداکثر مسافتی که نوترون ها می توانستند قبل از مرگ داشته باشند، نزدیک شد. اندازه گیری های مشابه در ارتفاع 205 کیلومتری (127 مایل) در عطارد نیز صورت گرفت.

ویلسون گفت: این مانند آزمایش بطری است، اما به جای استفاده از دیوار ها و میدان های مغناطیسی، ما از نیروی گرانش زهره برای محصور کردن نوترون ها و مقایسه زمان زندگی آن ها استفاده می کنیم.

برای محاسبه طول عمر نوترون ها، این گروه الگوسازی کرد که چه تعداد نوترون باید در ارتفاع سیاره زهره برای طیف طول عمر بین 10 و 17 دقیقه شناسایی نمایند. براساس این الگوسازی، طول عمری بین 70 ثانیه یا 13 دقیقه بهترین گزینه بود.

اما این نتیجه نیز با یک خطای 60 ثانیه به دست آمد، این بدان معناست که نتایج هنوز هم در بازه اندازه گیری بطری و پرتو قرار دارند. بنابراین، موضوع طول عمر نوترون کاملاً حل نشده است. این گروه و آژانش های مختلف فضایی در کوشش هستند تا ابزاری مناسب برای اندازه گیری های بهتر پیدا نمایند.

ویلسون گفت: ما درنهایت می خواهیم یک ابزار فضاپیمایی را طراحی کنیم و بسازیم که بتواند با دقت بالا طول عمر نوترون را اندازه گیری کند.

منبع: خبرگزاری دانشجو

به "طول عمر نوترون ها در فضای بین ستاره ای کشف شد ، کیهان شناسان درپی تجربه های جدید" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "طول عمر نوترون ها در فضای بین ستاره ای کشف شد ، کیهان شناسان درپی تجربه های جدید"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید