[ویدئو] اسرار ماموریت پلانک ماهواره پلانک یک ماشین زمان قدرتمند است که قادر است چندین راز در مورد منشا ، ساختار و ترکیب جهان فاش کند. کیهان شناسان و اخترفیزیکدانان از آن برای نقشه برداری بر روی طاق آسمانی با دقت بی نظیر ، نوسانات دما و قطب بندی قدیمی ترین نور جهان ، یعنی تابش فسیلی استفاده کرده اند. این ویدئو که توسط کنسرسیوم HFI-Planck ، آژانس ارتباطی Canopée و با کمک Jean Mouette ، از IAP (Institut d'astrophysique de Paris) تهیه شده است ، توضیح می دهد که این ماموریت از چه چیزی تشکیل شده است.
هشتاد سال پیش ، گرگوری بریت ، فیزیکدان روسی تبار و همکار آمریکایی اش جان ویلر پیش بینی کردند که ماده می تواند از برخورد گازهای فوتونی خالص ایجاد شود. فیزیکدانان این پدیده را مستقیماً در آزمایشگاه تأیید کرده اند ، که باید در اولین ثانیه های وجود جهان قابل مشاهده رخ داده باشد.
تقریباً 115 سال پیش ، اینشتین مقاله بسیار کوتاهی را منتشر کرد و در آن ثابت کرد که طبق نظریه نسبیت خاص خود ، نور می تواند اینرسی ماده را منتقل کند ، که در اصطلاح مدرن نشان می دهد که انرژی معادل یک جرم است . بنابراین استدلال او منجر به فرمول معروف E = mc 2 شد . این مقاله و بسیاری دیگر درباره توسعه نظریه نسبیت خاص و نظریه نسبیت عام را می توان در اثر مشهوری که توسط دوور منتشر شده است: اصل نسبیت ، یافت .
بنابراین ما می توانیم فکر کنیم که می توانیم از جرم نور ایجاد کنیم و بالعکس.
در مورد اول ، فیزیکدانانی مانند آرتور ادینگتون و ژان پرین به سرعت مشکوک شدند که این کلید انرژی خورشید است. بنابراین ، از سال 1919 و سپس در 1921 ، در اولین مقاله ای تحت عنوان Matière et Lumière ، پرین این ایده را با پیشنهاد اینکه خورشید و سایر ستارگان با ادغام اتم های هیدروژن می درخشند ، روشن کرد. ادینگتون تقریباً در همان زمان به این نتیجه رسید که در آزمایش های طیف سنجی جرمی هموطن بریتانیایی خود ، برنده نوبل شیمی فرانسیس استون ، ایده های خود را تأیید کرد.
تحولات نظریه میدان کوانتومی در پایان دهه 1920 و آغاز دهه 1930 این امکان را به ما می دهد تا نشان دهیم که فرایند دوم ، ایجاد ماده از نور نیز معتبر است. نسخه دیدنی این فرایند در سال 1934 توسط گرگوری بریت و جان ویلر پیش بینی شده است ، تولید جفت الکترون-پوزیترون بر اثر برخورد فوتون ها و همانطور که فوتورا در مقاله قبلی زیر توضیح داد ، این فرآیند باید در زمان انفجار بزرگ رخ داده باشد.
ارائه آزمایشگاه ملی بروکهاون و تحقیقاتی که در آنجا انجام می شود. برای به دست آوردن ترجمه نسبتاً دقیق فرانسوی ، روی مستطیل سفید در پایین سمت راست کلیک کنید. سپس زیرنویس انگلیسی باید ظاهر شود. سپس روی مهره سمت راست مستطیل ، سپس روی "Subtitles" و در نهایت روی "Translate automatically" کلیک کنید. "فرانسوی" را انتخاب کنید. © آزمایشگاه بروکهاون
امروز ، اعضای آزمایشگاه ملی بروکهاون در ایالات متحده ، که با برخورد یون های نسبیت گرای سنگین (RHIC) و سنسور ستاره (برای ردیاب برقی در RHIC) کار می کنند ، مقاله ای را منتشر کردند که به طور رایگان در arXiv موجود است و در آن اعلام می کنند که آنها به طور دقیق تایید شده اند. پیش بینی های بریت و ویلر با استفاده از استراتژی ای که آنها نیز ترسیم کرده بودند.
در ابتدا ، هدف اصلی ستاره Star مطالعه شکل گیری و ویژگی های پلاسمای کوارک گلوئون (QGP) بود که همچنین کوآگما نامیده می شود ، که باید در زمان انفجار بزرگ شکل گرفته باشد و منشا پروتون ها و نوترون های جهان باشد که مانند قطره های مایع خنک شده از این پلاسما می آید.
برای تولید آنها ، فیزیکدانان یونهای سنگین و به ویژه یونهای طلا را تقریباً با سرعت نور شتاب می دهند تا باعث برخورد آنها شود. در بین فرایندهای مختلف تولید نور و سایر ذرات در این برخوردها ، فیزیکدانان دریافتند که در برخورد یونهای طلا سیگنال قابل استفاده ای در 99.995٪ سرعت نور وجود دارد. سیگنالی که نشان می دهد روند Breit و Wheleler واقعی است.
در واقع ، این یونها یکبار هر کدام را با نوعی ابر فوتون احاطه می کردند و هنگامی که این یونها به اندازه کافی از یکدیگر عبور می کنند ، طبق محاسبات فوتون ها بین جفت فوتون ها برخورد می شود. دو فیزیکدان.
این سیگنال در واقع در ستاره مشاهده شده است.
مقاله توسط Laurent Sacco منتشر شده در 2014/05/22
گرگوری بریت فیزیکدان روسی متولد 80 و جان ویلر از همکارانش 80 سال پیش پیش بینی کردند که این ماده می تواند از برخورد در فوتون خالص گاز ایجاد شود. هنوز هیچ کس این پدیده را مستقیماً در آزمایشگاه تأیید نکرده است ، که باید در اولین ثانیه های وجود جهان قابل مشاهده رخ داده باشد. گروهی از فیزیکدانان فکر می کنند من سرانجام راهی پیدا کردم که آزمایشگران بتوانند آن را با فناوری قرن بیست و یکم تجربه کنند.
در سمت چپ ، روبرت هرمان و در سمت راست ، رالف آلفر. در مرکز ، تصویری از جورج گامو در حال بیرون آمدن از بطری cointreau با تصویر Ylem ، مخلوط اولیه کیهانی پروتون ها ، نوترون ها و الکترونها که در مقاله های منتشر شده توسط این سه محقق در مورد نظریه بیگ بنگ ، تصور می شد عناصر شیمیایی از آنها تشکیل شده است. به این یک مونتاژ طنز معروف با عکس های مربوط به سال 1949 است. © AIP
در سال 1950 ، چوشیرو هایاشی ، اخترفیزیکدان بزرگ ژاپنی ، نقصی را در استدلال جورج گامو و رالف آلفر در مقاله ای معروف در سال 1948 ، که امروزه به عنوان " αβγ " شناخته می شود ، کشف و تصحیح کرد. این امر مربوط به تولید عناصری در زمان انفجار بزرگ از گاز نوترونی بسیار متراکم است که به سرعت توسط رادیواکتیویته بتا در حال تجزیه به پروتون ها ، الکترون ها و آنتی نوترینوها است که در گاز فوتون غوطه ور شده اند. هایاشی نشان می دهد که دو همکارش (حضور هانس بته در لیست نویسندگان این مقاله تنها مظهر تمایل گامو به طنز بود ، بازی با کلمات یونانی بود) فرایندی را که در سال 1934 توسط گرگوری بریت پیش بینی شده بود نادیده گرفت. و جان ویلر ، تولید جفت الکترون-پوزیترون در اثر برخورد فوتون ها.
به طور قابل توجهی ، در حالی که فرآیندهای سنتز هسته های نور در طول انفجار بزرگ با ترکیب نوترون و ضبط پروتون تا حد زیادی در آزمایشگاه تکرار شده است ، پیش بینی های بریت و ویلر در مورد ایجاد ذرات ماده از نور هرگز به طور مستقیم توسط آزمایش نمی شود. آزمایش. این بدان معنا نیست که دلیلی واقعی برای شک در اعتبار آنها وجود دارد. در واقع ، آنها از دقیق ترین و بهترین تأیید شده ترین نظریه فیزیکی شناخته شده برای بشر ، الکترودینامیک کوانتومی ، که QED نیز نامیده می شود (مخفف الکترودینامیک کوانتومی در انگلیسی) مشتق می شوند. فرایندهای مختلف ایجاد و نابودی شامل الکترون ها ، پوزیترون ها ، فوتون ها و هسته ها است که ما می دانیم چگونه آنها را در چارچوب آن با نمودارهای معروف فاینمن توصیف کنیم و به صورت تجربی مشاهده شده است.
این نمودارهای فاینمن در فضا-زمان ، چندین پدیده را در بر می گیرد که شامل برهم کنش و نابودی بین فوتون ها و ذرات باردار مانند الکترون ها ، پوزیترون ها و گاهی هسته ها (هسته به زبان انگلیسی) است. تولید جفت ماده و ذرات ضد ماده از فوتون ها در خلاء ، که در سال 1934 توسط Breit و Wheleler پیش بینی شده بود ، هرگز به طور مستقیم در آزمایشگاه روی زمین مشاهده نشده است. © الیور پایک ، کالج امپریال لندن
یکی از این فرایندها ایجاد یک جفت پوزیترون-الکترون از یک فوتون در مجاورت یک هسته است. این فرآیند معروف Bethe-Heitler است. بنابراین ما می دانیم که در واقع امکان ایجاد ماده از نور وجود دارد ، اما آنچه فرایند Breit-Wheleler را متمایز می کند   در مورد Bethe-Heitler ، این است که اولین می تواند در فضایی خالی از ماده رخ دهد ، در حالی که مورد دوم نیاز به وجود ذرات باردار دارد. بنابراین ، تا به امروز ، و همانطور که بریت و ویلر فکر می کردند ، تحقق و مشاهده تغییر شکل دادن یک جفت فوتون در خلا به خلا به یک جفت ذرات باردار مانند الکترون و پوزیترون برای آزمایشگران بسیار دشوار بود.
اما مقاله ای که اخیراً توسط گروهی از فیزیکدانان در Imperial College London در Nature Photonics منتشر شده است نشان می دهد که اگر به درستی انجام شود ممکن است در دسترس باشد. محققان در حال مطالعه فیزیک پلاسما به عنوان بخشی از تحقیقات همجوشی کنترل شده خود بودند که به طور تصادفی کشف کردند و در کمال شگفتی ، یک پروتکل آزمایشی بسیار امیدوارکننده برای مشاهده ایجاد جفت های Breit-Wheleler (مراقب باشید که قسمت موثر Breit را اشتباه نگیرید. -Weeler برای این تولید با توزیع Breit-Wigner ، که به معنی چیز دیگری است).
اصل دستگاه آزمایشی که باید بتواند ایده های بریت و ویلر را در مورد ایجاد جفت الکترون-پوزیترون با برخورد فوتون ها تایید کند. یک پرتو الکترونی از یک هدف طلا عبور می کند که همانطور که در متن زیر توضیح داده شده است فوتون های گاما (فوتون های اشعه گاما ) و جفت ذرات در مجاورت هسته های طلا تولید می شود. سپس فوتون های گاما در هوهرام حاوی تابش حرارتی جسم سیاه (جسم سیاه) نفوذ می کنند. © الیور پایک و همکاران ، طبیعت
در اینجا دستور غذا وجود دارد. اولین قدم ایجاد یک جریان شدید از اشعه گاما است. برای این منظور ، از یک پرتو لیزری شدید برای شتاب دادن الکترونها تقریبا به سرعت نور استفاده می شود. این الکترونها با انرژی 2 GeV و که فوق نسبی گرا نامیده می شوند ، پرتوئی را تشکیل می دهند که به سمت یک هدف طلایی ثابت با قطر حدود 5 میلی متر هدایت می شود. با عبور از نزدیک به هسته های طلا ، الکترونها توسط میدان الکترواستاتیک این هسته ها ترمز می شوند و در نتیجه انرژی خود را در قالب فوتون های گاما از دست می دهند ، در فرآیندی در QED به نام bremsstrahlung (که در آلمانی به معنی "تابش ترمز" می باشد).
سپس میدانهای مغناطیسی الکترونها و پوزیترونهایی را که می تواند در اثر Bethe-Heitler از فوتونهای گاما در مجاورت هسته های طلا ایجاد شده باشد ، منحرف می کند تا فقط یک پرتو از فوتونهای گامای خالص در خروجی دستگاه باقی بماند. سپس این پرتو وارد محوطه ای پر از حمام فوتون های حرارتی با انرژی پایین تر می شود و تشعشع جسم سیاه را تشکیل می دهد . به یاد بیاورید که hohlraum (کلمه آلمانی که عموماً "منطقه توخالی" یا حفره را مشخص می کند) وسیله ای است که به عنوان اجداد از حفره هایی برای آزمایش بر روی تابش بدن سیاه استفاده می شود ، اما امروزه نیز از آن برای آزمایش استفاده می شود. در همجوشی اینرسی
طبق محاسبات محققان ، یک پالس لیزری که الکترون ها را تا 4 GeV شتاب می دهد ، باید حدود 100000 پوزیترون در هولاروم تولید کند. این آزمایش با استفاده از ابزارهای تکنولوژیکی مدرن به سرعت قابل دستیابی است و باید بتواند تأیید کند که ما درک کرده ایم که چند ثانیه تا چند دقیقه پس از زمان پلانک در جهان اولیه اتفاق افتاده است. ما همچنین باید بتوانیم ارتباط برخی مدلهای پیشرفته را برای توضیح انفجارهای اشعه گاما یا ابرنواخترها بهتر درک کنیم.
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در بین خوانندگان ما می شمارم!
آیا ضد ماده انقلابی در سفرهای فضایی ایجاد می کند؟

source

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.