გამა სხივები

ამერიკელმა მეცნიერებმა მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგეს სამყაროში მძიმე ქიმიური ელემენტების ფორმირების მექანიზმების გაგებაში.

როგორც იტყობინება , მკვლევარებმა აღმოაჩინეს თუთია-70 ბირთვის მიერ გამოსხივებული დაბალი ენერგიის გამა სხივების იდუმალი სიჭარბის მიზეზი. გამა გამოსხივება იგივე ტიპის ელექტრომაგნიტური გამოსხივებაა, რაც ხილული სინათლე და გამოიყოფა, როდესაც აღგზნებული ატომური ბირთვი უფრო სტაბილურ მდგომარეობაში გადადის. ფიზიკოსები ტრადიციულად ამ კვანტების გამოსხივების სიხშირეს გამა გამოსხივების სიძლიერის ფუნქციის გამოყენებით ზომავენ.

ანომალიური ფენომენის ბუნება

ათწლეულების განმავლობაში, მეცნიერები უცნაურ ეფექტს აფიქსირებდნენ: გამოსხივებული დაბალი ენერგიის გამა სხივების რაოდენობა თეორიული გამოთვლებით პროგნოზირებულზე მეტი იყო. ამ ფენომენს „დაბალი ენერგიის გაძლიერება“ (LEE) უწოდეს, მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში, მისი გამომწვევი ზუსტი გადასვლები გაურკვეველი რჩებოდა. ამ პრობლემაზე მკვლევარების საწყისი რეაქციის აღწერისას, წამყვანმა ავტორმა, აშშ-ში იშვიათი იზოტოპების კვლევის ცენტრის (FRIB) მკვლევარმა, ელეონორ რონინგიმ, ხაზგასმით აღნიშნა: „დაბალი ენერგიის გაძლიერება თეორიული გამოთვლებით არ იყო პროგნოზირებული, ამიტომ მისი პირველი აღმოჩენა სამეცნიერო საზოგადოებისთვის შოკისმომგვრელი აღმოჩნდა“. ექსპერტმა დასძინა: „ძნელია იმის პროგნოზირება, თუ სად ხდება LEE - ჩვენ არ ვიცით, რომელი ბირთვები ავლენენ მას“. ბოლოდროინდელმა გაზომვებმა დაამტკიცა, რომ ბირთვში მაგნიტური გადასვლები, რომლებიც ასახავს პროტონებისა და ნეიტრონების გადალაგებას, პასუხისმგებელია გაძლიერებაზე.

მნიშვნელობა ასტროფიზიკისა და მეთოდოლოგიისთვის

LEE ეფექტის ახსნა კოსმოსური მეცნიერებისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, რადგან მას შეუძლია გაზარდოს ნეიტრონების დაჭერის რეაქციების სიხშირე, რომლებიც ცენტრალურ როლს თამაშობენ მძიმე ელემენტების შექმნაში სუპერნოვას აფეთქებებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების შერწყმის დროს. თავიანთ ნაშრომში მკვლევარებმა შეისწავლეს სპილენძ-70-ის მშობელი ბირთვის ბეტა დაშლა მის ძირითად და აღგზნებულ იზომერულ მდგომარეობებში, რამაც მათ საშუალება მისცა შეესწავლათ თუთია-70-ის სტრუქტურა ორი პერსპექტივიდან. გუნდური მუშაობის დაფასების შემდეგ, კვლევის თანაავტორმა ანდრეა რიჩარდმა ოჰაიოს უნივერსიტეტიდან აღნიშნა: „ჩვენი სამეცნიერო გუნდების გაერთიანებულმა ექსპერტიზამ ეს შესაძლებელი გახადა.

მეცნიერთა კვლევის ძირითადი დასკვნები:

• ანომალიის მიზეზი ის არის , რომ ატომის ბირთვში მაგნიტური გადასვლები პასუხისმგებელია დაბალი ენერგიის გაძლიერებაზე.
• კოსმოსური მასშტაბი: LEE ეფექტი პირდაპირ გავლენას ახდენს სამყაროში მძიმე ელემენტების ფორმირების სიჩქარეზე.
• ახალი საორიენტაციო მაჩვენებელი: თუთია-70-ის ექსპერიმენტი თეორიულ ფიზიკოსებს ასტროფიზიკური პროცესების ზუსტი მოდელირების საფუძველს აძლევს.

კოსმოლოგიისა და ასტრონაწილაკების ფიზიკის ჟურნალის ცნობით, ასტრონომებმა ბნელი მატერიის შესაძლო პირველი დაკვირვების შესახებ განაცხადეს . კვლევა უკვე აღიარებულია თანამედროვე ასტროფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე საინტერესო გარღვევად, თუმცა მის შედეგებს დადასტურება სჭირდება

როგორ გაჩნდა ბნელი მატერიის საიდუმლო

ბნელი მატერია უხილავი ნივთიერებაა, რომელიც, სავარაუდოდ, სამყაროში არსებული მთელი მატერიის 85%-ზე მეტს შეადგენს. ის გალაქტიკებს ერთმანეთთან აკავშირებს, მაგრამ ჩვეულებრივ მატერიასთან გრავიტაციის გარდა სხვა გზით არ ურთიერთქმედებს. ამიტომ, მისი პირდაპირი აღმოჩენა თითქმის შეუძლებლად ითვლებოდა.

ასტრონომი ტომონორი ტოტანი განმარტავს, რომ ჩვეულებრივი ბარიონული მატერია ძალიან არასაკმარისია გალაქტიკების ერთად შესანარჩუნებლად. მოდელები ვარაუდობენ, რომ ბნელი მატერია მას ხუთჯერ აღემატება, რაც ქმნის „ჩონჩხს“, რომლის გარშემოც ვარსკვლავები და პლანეტები ყალიბდება.

რა აღმოაჩინეს ზუსტად მკვლევარებმა?

ერთ-ერთი წამყვანი თეორია ამტკიცებს, რომ ბნელი მატერია შედგება WIMP-ებისგან - სუსტად ურთიერთქმედი მასიური ნაწილაკებისგან. შეჯახებისას ისინი უნდა ანიჰილდნენ, რაც გამა-სხივებს წარმოქმნის. ასტრონომები ამ სიგნალის აღმოჩენას ათწლეულების განმავლობაში ცდილობდნენ.

ჯგუფმა გააანალიზა NASA-ს ფერმის გამა-სხივური კოსმოსური ტელესკოპის 15 წლის მონაცემები და ირმის ნახტომის ცენტრის მახლობლად გამა-სხივური ჰალო აღმოაჩინა.

კვლევის ავტორების თქმით, „
ჩვენ აღმოვაჩინეთ გამა-სხივები 20 გიგაელექტრონვოლტის ფოტონის ენერგიით, რომლებიც ჰალოს მსგავს სტრუქტურაში ვრცელდება. გამოსხივების ინტენსივობა შეესაბამება WIMP-ის ანიჰილაციას, რომლის მასა დაახლოებით 500-ჯერ აღემატება პროტონის მასას“.

სკეპტიციზმი და გადამოწმების საჭიროება

ყველა კოლეგა არ იზიარებს ამ ენთუზიაზმს. თეორეტიკოსმა კინვა ვუმ განაცხადა:
„არაჩვეულებრივი განცხადების გასაკეთებლად არაჩვეულებრივი მტკიცებულებები გვჭირდება. ამ ანალიზს ჯერ არ მიუღწევია ეს სტატუსი“.

ტოტანი ეთანხმება, რომ შედეგები წინასწარია. აღმოჩენის დასადასტურებლად აუცილებელია მსგავსი გამა-გამოსხივების ხელმოწერის პოვნა ირმის ნახტომის გარშემო არსებულ ჯუჯა გალაქტიკებში. ეს შესაძლებელი გახდება მას შემდეგ, რაც მეტი მონაცემი დაგროვდება.

საბოლოო დასკვნების გამოტანამდე ჯერ კიდევ შორს ვართ. თუმცა, ასტრონომები ამ დაკვირვებას უკვე უწოდებენ სამყაროში „მოჩვენება“ მატერიის აღმოსაჩენად ჩატარებულ ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულ ძიებას.