Παγιδεύτηκαν σε αριθμό ρεκόρ υπέρψυχρα νετρόνια

 Τα νετρόνια που παράγονται στο ILL χρησιμοποιούνται για πολλούς σκοπούς. από την ιατρική έως την μηχανολογία

Στις φυσικές επιστήμες τα ρεκόρ δεν είναι ίσως τόσο θεαματικά όσο στον αθλητισμό, αλλά ενδεχομένως προσφέρουν πιο μεγαλόπνοες υποσχέσεις. Ερευνητές του Ινστιτούτου Laue Langevin (ILL) στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας κατόρθωσαν να παγιδεύσουν τον μεγαλύτερο αριθμό νετρονίων που έχει «συλληφθεί» ως τώρα ανοίγοντας νέους δρόμους για τη βελτίωση όχι μόνο των γνώσεών μας γύρω από τη δομή της ύλης αλλά και της κατανόησης των πρώτων στιγμών του Σύμπαντος.

Η επίδοση των ερευνητών του ILL γίνεται διπλά εντυπωσιακή αν λάβει κανείς υπ’ όψη ότι κυριολεκτικά συνέτριψαν το προηγούμενο ρεκόρ, το οποίο κατείχαν οι ίδιοι. Όπως περιγράφεται στο σχετικό άρθρο που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Physical Review Letters» πέτυχαν να παγιδεύουν νετρόνια σε πυκνότητα 55 ανά κυβικό εκατοστό _ πενταπλάσια από αυτή που είχαν επιτύχει στο προηγούμενο πείραμά τους.

Με τον τρόπο αυτό προσφέρουν στους επιστήμονες ένα πολύ ακριβέστερο «εργαλείο» που ίσως τους βοηθήσει να αρχίσουν να δίνουν κάποιες απαντήσεις σε ορισμένα επίμονα προβλήματα της Φυσικής.

Δύσκολα και πολυπρόσωπα 

Αν και έχουν ανακαλυφθεί εδώ και σχεδόν έναν αιώνα, τα νετρόνια έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα «δύσκολα» στον χειρισμό τους για τους επιστήμονες. Δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο και αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη ενώ επί πλέον είναι σε θέση να αλλάζουν… πρόσωπα μετατρεπόμενα σε πρωτόνια, ηλεκτρόνια ή αντινετρόνια ηλεκτρονίου.

Οι μέθοδοι που έχουν χρησιμοποιηθεί ως τώρα για τη μέτρηση της διάρκειας αυτών των «μεταμορφώσεων» _ ή διασπάσεων _ έχουν δώσει πολύ διαφορετικά αποτελέσματα.

Αυτό δημιουργεί πολλά κενά στις θεωρίες του Καθιερωμένου Μοντέλου της Φυσικής, οι οποίες προσπαθούν να εξηγήσουν πώς η ύλη όπως τη γνωρίζουμε σήμερα δημιουργήθηκε στις απαρχές του Σύμπαντος.

Υπέρψυχρα σωματίδια

 

Η τεχνική που χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια για την επίτευξη μεγαλύτερης ακρίβειας σε αυτές τις μετρήσεις είναι η χρήση των «υπέρψυχρων νετρονίων» _ νετρονίων δηλαδή που κινούνται αρκετά αργά (με ταχύτητες μερικών μέτρων το δευτερόλεπτο) ώστε να μπορούν να μελετηθούν.

Όσο περισσότερα υπέρψυχρα νετρόνια μπορεί να «παγιδεύσει» κανείς, τόσο ακριβέστερη είναι η μέτρηση που θα επιτύχει, γι’ αυτό και αρκετά εργαστήρια στον κόσμο έχουν αφιερώσει τις προσπάθειές τους σε αυτόν τον σκοπό.

Οι ερευνητές του ILL φαίνονται ωστόσο να προηγούνται με… διαφορά. Η μέθοδός τους χρησιμοποιεί για την επιβράδυνση των νετρονίων υπερυγρό ήλιο 4 σε θερμοκρασία -269 βαθμών Κελσίου _ τέσσερις βαθμούς επάνω από το απόλυτο μηδέν.

Ακόμη περισσότερα

Ο Oliver Zimmer επικεφαλής της μελέτης ο οποίος ανέπτυξε αυτή την τεχνική το 2007 στο Πολυτεχνείο του Μονάχου και την τελειοποιεί τα τελευταία χρόνια στο ILL, αν και χαρούμενος για το επίτευγμά του εξακολουθεί να μην είναι απόλυτα ικανοποιημένος.

«Τα νούμερα που επιτύχαμε παραμένουν τρομακτικά μικρά» δήλωσε. Πρόσθεσε ότι, αν και η πυκνότητα των 55 νετρονίων ανά κυβικό εκατοστό είναι αρκετή ώστε να αρχίσει να δίνει κάποιες απαντήσεις στα ερωτήματα των επιστημόνων γύρω από τα νετρόνια, η πραγματική γνώση θα έλθει μόνο όταν φθάσουμε τον αριθμό των 1.000 νετρονίων ανά κυβικό εκατοστό.

Αισιοδοξεί ωστόσο ότι η τεχνική του μπορεί να επιτύχει στο μέλλον και αυτό το ρεκόρ, ανοίγοντας νέα πεδία στη Φυσική.«Αυξάνοντας την ακρίβεια αυτών των πειραμάτων μπορούμε να αρχίσουμε να ρίχνουμε κλεφτές ματιές σε μια περιοχή όπου μπορούμε να αποκλείσουμε θεωρίες πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο ή ακόμη και να βρούμε τα σημάδια μιας νέας Φυσικής» τόνισε.

H πηγή UCN των ψυχρών νετρονίων

Πηγή: ΑΠΕ ΑΠΕ  ILL  Physics Aps