Πέμπτη, 9 Ιουνίου 2016

Μυστηριώδη «σωματίδια Χ» είναι ίσως το κλειδί για την εξέλιξη του σύμπαντος


Νέα υποθετικά και μυστηριώδη «σωματίδια Χ» είναι ίσως το κλειδί για την εξέλιξη του σύμπαντος και θεωρητικά θα μπορούσαν να ενεργούν ως μεσολαβητές μεταξύ της κανονικής και της σκοτεινής ύλης.
Οι ερευνητές Andreas Goudelis (από την Austrian Academy of Sciences in Vienna) και οι συνεργάτες του Maxim Pospelov, και Josef Pradler (από το Perimeter Institute in Waterloo, Canada) θεωρούν ότι η λύση στο κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου θα μπορούσε να βρίσκεται σε αυτά τα υποθετικά σωματίδια, που είναι ελαφρά και ηλεκτρικά ουδέτερα.
Για περισσότερο από μια δεκαετία οι κοσμολόγοι ερευνούν το κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου (έλλειμμα του λιθίου στο σύμπαν) ********************************************************
Το κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου
Τα άστρα όπως ο Ήλιος μας, συνίστανται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο (4He), περιέχουν όμως και στοιχεία βαρύτερα του 4He ανάλογα με το μέγεθος και την ηλικία τους (μεταλλικότητα των άστρων στον γαλαξία μας)
Το θεωρητικό μοντέλο που εξηγεί ποιοτικά και ποσοτικά τον σχηματισμό και την αφθονία των πυρήνων κατά τη διάρκεια των πρώτων λεπτών της Μεγάλης Έκρηξης αναφέρεται στη βιβλιογραφία με τα αρχικά ΒΒΝ (Big Βang Νucleosynthesis – Πυρηνοσύνθεση Μεγάλης Έκρηξης).
η θεωρία της αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης περιγράφει τον σχηματισμό των ελαφρών πυρήνων 2Η (ή D = δευτέριο), 3He, 4He και 7Li στο χρονικό διάστημα από ~1sec μέχρι ~3 min μετά την Μεγάλη Έκρηξη.
Η σύγκριση των ποσοτήτων που υπολογίζει η θεωρία BBN βρίσκεται σε εκπληκτική συμφωνία με τις ποσότητες που δίνει η παρατηρησιακή αστρονομία, με εξαίρεση το λίθιο.
Η τιμή της αφθονίας του λιθίου που υπολογίζει η θεωρία της πυρηνοσύνθεσης είναι περίπου 2 έως 5 φορές μεγαλύτερη από εκείνη που δίνουν οι παρατηρήσεις της αστρονομίας. Η απόκλιση αυτή ονομάζεται «κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου».
*********************************************************
Η νουκλεοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης (BBN) [ή αρχέγονη νουκλεοσύνθεση], η θεωρία που προβλέπει το πώς σχηματίστηκαν τα ελαφρύτερα στοιχεία στα πρώτα λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη, υπερεκτιμά την ποσότητα του κοσμικού λιθίου-7 κατά ένα παράγοντα περίπου 3.Για τα άλλα ελαφρά στοιχεία, το υδρογόνο και το ήλιο, οι προβλέψεις της BBN ταιριάζουν στις παρατηρούμενες τιμές.
Στην τυπική νουκλεοσύνθεση, το λίθιο-7 παράγεται από τη ραδιενεργό διάσπαση του βυρίλιου-7, το οποίο προέρχεται από τη σύντηξη δυο ισοτόπων ηλίου. Συνεπώς η ποσότητα του λίθιου-7 σχετίζεται άμεσα με την παραγωγή του βυρίλιου-7.
Οι ερευνητές απέδειξαν ότι η παραγωγή του βυρίλιου-7 μπορεί να μειώνεται με την παρουσία ελαφρών, ουδέτερων σωματιδίων που έχουν άμεσες αλληλεπιδράσεις με τα νουκλεόνια και μπορούν να διασπούν τους πυρήνες του βυρίλιου-7 και του δευτέριου.
Μια τέτοια τροποποίηση στην τυπική BBN μειώνει το προβλεπόμενο ποσό του λιθίου-7 στην τιμή που συνάγεται από τις παρατηρήσεις των παλαιών άστρων και το κάνει διατηρώντας παράλληλα τις ποσότητες του δευτέριου και του ηλίου αμετάβλητες. Αυτό γίνεται επειδή, πρώτον, τα σωμάτια δεν αντιδρούν με το ήλιο εξ αιτίας της μάζας τους και δεύτερον, τα νετρόνια που παράγονται από τη διάσπαση του δευτέριου είναι απλά «δανεισμένα» μόνο προσωρινά για να καταστρέψουν το λίθιο-7, πριν «επιστραφούν» στο υδρογόνο, παράγοντας δευτέριο και φέρνοντάς το στο επίπεδο της BBN.
Αυτό που μένει είναι να ερευνηθεί εαν τέτοια σωματίδια θα ανιχνευτούν σε επόμενα πειράματα στους επιταχυντές.

Πηγές 8-6-16

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3631743/Is-mysterious-particle-X-key-universe-s-evolution-Experts-say-unknown-destroyer-explain-vast-quantities-chemicals-went-missing.html

https://physicsgg.me/2016/05/29

Δεν υπάρχουν σχόλια: