การวัดค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยมีมาได้วางข้อจำกัดใหม่เกี่ยวกับทฤษฎีที่ทำนายการมีอยู่ของอนุภาค “ภาคมืด” ค่าใหม่นี้ซึ่งนักวิจัยในฝรั่งเศสวัดโดยใช้กลุ่มเมฆของอะตอมรูบิเดียมเย็น ให้การทดสอบที่เข้มงวดของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค ในขณะที่ยังจำกัดคุณสมบัติของสสารมืดอีกด้วย – สารที่คิดว่าจะประกอบเป็นสสารมากกว่า 90% ในจักรวาลของเรา
ค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียด α เป็นส่วนผสม
ของปริมาณทางกายภาพหลายอย่าง (รวมถึงeประจุบนอิเล็กตรอน และ cความเร็วของแสง) ที่ร่วมกันกำหนดลักษณะความแข็งแรงของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้α แพร่หลายไปทั่วทั้งจักรวาล เนื่องจากเป็นจำนวนที่ไม่มีมิติ จึงอยู่ในความหมายพื้นฐานมากกว่าค่าคงที่ทางกายภาพ เช่น ความแรงของแรงโน้มถ่วงหรือค่าคงที่ของพลังค์ħซึ่งจะเปลี่ยนไปตามหน่วยที่วัด
ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าอ่อนแอ
ค่าที่ค่อนข้างต่ำของα – ประมาณเท่ากับ 1/137 – หมายความว่าปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าอ่อนแอ ผลที่ตามมาก็คืออิเล็กตรอนโคจรรอบระยะห่างจากอะตอมของพวกมัน ดังนั้นพวกมันจึงมีอิสระที่จะสร้างพันธะเคมีและสร้างโมเลกุลขึ้นมา คุณสมบัตินี้ทำให้สสารและพลังงานสามารถก่อตัวเป็นดาวและดาวเคราะห์ได้ อันที่จริง นักฟิสิกส์บางคนแย้งว่าเราเป็นหนี้การดำรงอยู่ของเราด้วยค่าที่แน่นอนของαเพราะถ้ามันใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าเล็กน้อย ดาวอาจไม่สามารถสังเคราะห์องค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นคาร์บอน และชีวิตอย่างที่เรารู้ว่ามันจะไม่ มีอยู่.
การวัดที่แม่นยำของαทำให้สามารถทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคมูลฐานอย่างเข้มงวด ความสัมพันธ์เหล่านี้อธิบายโดยสมการที่ประกอบเป็นแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค และความคลาดเคลื่อนใดๆ ระหว่างการคาดคะเนของแบบจำลองและการสังเกตจากการทดลองอาจเป็นหลักฐานของฟิสิกส์ใหม่
การหาความเร็วหดตัวของอะตอม
โดยทั่วไป การวัดค่าαจะเริ่มต้นด้วยการพิจารณาว่าอะตอมหดตัวแรงแค่ไหนเมื่อดูดซับโฟตอน พลังงานจลน์ของการหดตัว (หรือความเร็วของมัน) เผยให้เห็นว่าอะตอมมีมวลเท่าใด ขั้นต่อไป มวลของอิเล็กตรอนคำนวณโดยใช้อัตราส่วนที่ทราบได้อย่างแม่นยำของมวลอะตอมต่ออัตราส่วนของอิเล็กตรอน สุดท้ายαคำนวณจากมวลของอิเล็กตรอนและพลังงานจับของอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งเป็นค่าที่รู้จักกันดีจากการวัดด้วยสเปกโทรสโกปี
ในงานชิ้นใหม่นี้ นักวิจัยที่นำโดยSaïda Guellati-Khélifaที่Kastler Brossel Laboratory ในกรุงปารีส ได้ทำให้อะตอมของรูบิเดียมเย็นลงเหลือระดับเหนือศูนย์สัมบูรณ์ไม่กี่องศาในห้องสุญญากาศ จากนั้นพวกเขาก็สร้างการซ้อนทับควอนตัมของสองสถานะของอะตอมโดยใช้พัลส์เลเซอร์ สถานะแรกสอดคล้องกับอะตอมที่หดตัวเมื่อดูดซับโฟตอนและสถานะที่สองกับอะตอมที่ไม่หดตัว
อะตอมแต่ละประเภทที่เป็นไปได้สองรุ่นจะแพร่กระจายผ่านห้องทดลองไปตามเส้นทางที่ต่างกัน จากนั้นนักวิจัยได้ใช้พัลส์เลเซอร์ชุดที่สองเพื่อ “รวมใหม่” ทั้งสองส่วนของการซ้อนทับ
ยิ่งอะตอมหดตัวหลังจากดูดซับโฟตอนมากเท่าใด ระยะที่อะตอมจะหดตัวมากขึ้นเท่านั้นที่ไม่หดตัว ด้วยการวัดความแตกต่างนี้ Guellati-Khélifa และเพื่อนร่วมงานได้สกัดมวลของอะตอม ซึ่งจากนั้นพวกเขาก็ใช้เพื่อกำหนดค่าคงที่ของโครงสร้างแบบละเอียด ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าαมีค่าเท่ากับ 1/137.035999206(11) – การวัดที่มีความแม่นยำ 81 ส่วนต่อล้านล้านนั้นแม่นยำกว่าเป้าหมายครั้งก่อน 2.5 เท่า ซึ่งทำในปี 2018โดยHolger Müllerและเพื่อนร่วมงานที่ University of California at Berkeleyสหรัฐอเมริกา
ปรับปรุงการตั้งค่าการทดลอง
นักวิจัยในปารีสกล่าวว่าการปรับปรุงการตั้งค่าการทดลองเป็นกุญแจสู่ผลลัพธ์ใหม่ ด้วยการควบคุมผลกระทบที่สามารถสร้างการรบกวนในการวัดได้ พวกเขาสามารถลดแหล่งที่มาของความไม่ถูกต้องได้ ตัวอย่างเช่น นักวิจัยได้พิจารณาและชดเชยการไล่ระดับความแรงของแรงโน้มถ่วงในพื้นที่ผ่านการตั้งค่าการทดลองและการเร่งความเร็ว Coriolis ที่เกิดขึ้นเมื่อโลกหมุน พวกเขายังระบุคุณสมบัติอย่างพิถีพิถัน เช่น การจัดตำแหน่งลำแสงเลเซอร์ ความถี่ ความโค้งของคลื่นด้านหน้า และเอฟเฟกต์ Zeeman ลำดับที่สอง ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดมากมายในการทดลองดังกล่าว
หลักฐานทางฟิสิกส์ที่เห็นได้ชัดเพียงอย่างเดียวนอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐาน การวัดใหม่ ซึ่งรายงานในธรรมชาติแตกต่างจากค่าที่ได้รับในการทดลอง Berkeley ปี 2018 ในหลักที่เจ็ด ผลลัพธ์นี้ทำให้นักวิจัยในปารีสประหลาดใจ เพราะมันบอกเป็นนัยว่าการวัดอย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งสองอย่างมีข้อผิดพลาดที่ยังไม่ได้พิจารณาในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม การวัดของทั้งสองกลุ่มนั้นสอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับค่าของα ที่คำนวณจากการวัดที่แม่นยำของสิ่งที่เรียกว่า g-factor ของอิเล็กตรอน ซึ่งสัมพันธ์กับโมเมนต์แม่เหล็กของมัน ใน บทความ News and Views ที่ เกี่ยวข้อง Müller ตั้งข้อสังเกตว่าผลจากปารีส “ยืนยันว่าอิเล็กตรอนไม่มีโครงสร้างย่อยและเป็นอนุภาคมูลฐานอย่างแท้จริง
“เนื่องจาก [ระบบ] มีขนาดเล็ก ระบบจึงได้รับประโยชน์อย่างมากจากการออกแบบโมดูลาร์ที่เรียบง่าย และอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตของผู้คน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่กำลังพัฒนา” Zhao กล่าว
ในการทดสอบภาคสนามในมุมไบ ทีมงานได้จำลองกระบวนการฆ่าเชื้อทางคลินิกโดยใช้เทปบ่งชี้สถานะหม้อนึ่งความดันมาตรฐาน ซึ่งออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนสีเมื่อสภาวะการฆ่าเชื้อเป็นไปตามข้อกำหนดการรับสัมผัสขั้นต่ำ ในห้องทดสอบ
“เทปชนิดเดียวกันนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงพยาบาลและคลินิกทั่วโลกเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของหม้อนึ่งความดัน” โจวอธิบาย “ดังที่เราแสดงให้เห็นในกระดาษของเรา เทปเปลี่ยนสีหลังจากที่เราสิ้นสุดรอบการฆ่าเชื้อในอุปกรณ์ของเรา ซึ่งตรวจสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อของอุปกรณ์”
ขั้นตอนถัดไป Zhao ชี้ให้เห็นว่าอุปกรณ์นี้น่าจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับโรงพยาบาลและคลินิกในพื้นที่ห่างไกล ซึ่งไฟฟ้าหรือหม้อนึ่งความดันที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงมีราคาแพงเกินไปหรือใช้งานไม่ได้เนื่องจากไฟฟ้าขัดข้อง
Credit : 58niutu.com 8thinfantry.net abhiaditya.com actorsembassyny.com adipexdietpillguide.net
