Выбор фона:
/ Новости сайта / Космос / Ученые уточнили значение постоянной тонкой структуры
06.12.2020

Ученые уточнили значение постоянной тонкой структуры

Оценка: 0.0    985 0 Космос
09:48

Французские физики максимально точно вычислили значение постоянной тонкой структуры – одной из важнейших фундаментальных констант, которая определяет внешний вид и свойства окружающей нас Вселенной. Новое значение оказалось примерно в три раза точнее предыдущих. Статью с результатами вычислений опубликовал научный журнал Nature.

Ученые активно спорят о том, были ли законы физики всегда одинаковы или во время Большого взрыва и в первые эпохи существования Вселенной, когда ее границы расширялись очень быстро, они могли отличаться от современных.

В частности, космологи хотят узнать, менялось ли значение одной из важнейших физических констант – постоянной тонкой структуры. Эта безразмерная величина определяет характер взаимодействий между электромагнитным излучением и материей. По последним подсчетам она равна единице, разделенной на 137,035. Однако, как показывают наблюдения за белыми карликами и далекими квазарами, во время юности Вселенной она могла быть другой.

Физики из Франции под руководством профессора Сорбоннского университета Саиды Гелатти-Хелифы уточнили значение этой постоянной. Для этого они наблюдали за тем, с какой скоростью начинает двигаться атом рубидия, подсвеченный лазером с четко выверенной мощностью, размерами и формой.

Значение постоянной тонкой структуры можно определить как напрямую, так и косвенно, используя значения других величин, измерить которые значительно проще. В ходе прямых экспериментов ученые, как правило, охлаждают атомы рубидия или цезия до температуры, близкой к абсолютному нулю, и наблюдают за тем, как те взаимодействуют с частицами света.

Подсвечивая его с помощью лазера, физики измеряют, с какой скоростью движется этот атом. Благодаря этому можно очень точно измерить его массу. Затем это значение используют для того, чтобы вычислить массу электрона, которая, в свою очередь, позволяет определить, насколько крепко он связан с атомом. Через это соотношение и можно вычислить постоянную тонкой структуры.

Гелатти-Хелифа и ее коллеги справились с большей частью помех и неопределённостей, которые возникают при таких измерениях из-за несовершенства лазера и измерительных приборов. Благодаря этому ученые утроили точность вычислений и получили значение постоянной тонкой структуры с рекордно низкой погрешностью в 80 частей на триллион. По их подсчетам, это значение составляет единицу, разделенную на 137.035999206(11).

Это значение, как отмечают ученые, вполне соответствует тому, что предсказывает Стандартная модель – теория, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц. Это говорит в пользу того, что электрон – истинно неделимая элементарная частица. Кроме того, новое значение сильно сузило пространство для поиска гипотетических частиц темной материи, которые в теории могут влиять на поведение и некоторые свойства электронов.

С другой стороны, как пишут физики, новое значение постоянной тонкой структуры сильно расходится с их предыдущими оценками, которые были получены в 2011 и 2012 годах с помощью двух других методик, а также не совпадают с замерами их коллег из США, опубликованных в 2018 году. Эти расхождения выражаются в том, что более точное значение постоянной тонкой структуры оказалось больше всех ранних оценок.

С чем связано это несовпадение значений, ученые пока не знают. Они предполагают, что причиной этого стали особенности в работе лазеров и методике "удаления" помех из данных, а не реальными физическими процессами, которые выходят за рамки Стандартной модели. Физики надеются, что дальнейшие эксперименты помогут узнать, в чем причина этого, и позволят ученым впервые проверить, обладают ли электроны такими же аномальными магнитными свойствами, как и мюоны, их тяжелые аналоги.


 
Источник:  https://nauka.tass.ru/


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Существует ли время на самом деле или это устойчивая иллюзия?
читал такую хрень типо существо 5 или 4 измерения где нет времени создало 3 мерный мир где есть врем (от andreykt)
Гигантский НЛО со свисающими щупальцами завис у военной базы США и исчез: "Знают только Бог и правительство"
нло - современный космический корабль с ядерным холодным синтезом на антигравах - нет
нло - г (от andreykt)

Два квазара, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, не должны были успеть так вырасти — но они выросли
Цитата "Однако неправильно рассуждать о строении Вселенной на бытовом уровне используя бытов (от AntiK)
Пентагон обдумывает размещение группировки военных спутников вокруг Луны
Те силы (не земные), которые находятся на Луне, спустят их на грешную Землю (от Samc175)