Alapvető állandók mérése metanollal

Pin
Send
Share
Send

A csillagászati ​​modellezési folyamat kulcsa, amellyel a tudósok megpróbálják megérteni világegyetemünket, az e modelleket alkotó értékek átfogó ismerete. Ez általában jó feltevésnek tűnik, mivel a modellek gyakran pontosan képeket készítenek világegyetemünkről. De az biztos, hogy a csillagászok szeretnék megbizonyosodni arról, hogy ezek az állandók nem változtak-e térben vagy időben. Ennek biztosítása azonban nehéz kihívás. Szerencsére egy nemrégiben írt cikk azt sugallja, hogy a metanol viszonylag szokásos molekulájával megvizsgálhatjuk a protonok és elektronok alapvető tömegét (vagy legalább arányát).

Az új jelentés a metán molekula komplex spektrumán alapul. Az egyszerű atomokban a fotonokat az atompályák közötti átmenetekből állítják elő, mivel nincs más módjuk az energia tárolására és lefordítására. De a molekuláknál a komponens atomok közötti kémiai kötések energiát tárolhatnak rezgési módokban, ugyanúgy, mint a rugókhoz kapcsolódó tömegek. Ezenkívül a molekulák nem tartalmaznak radiális szimmetriát, és forgatással energiát tárolhatnak. Ezért a hűvös csillagok spektrumai sokkal több abszorpciós vonalat mutatnak, mint a forró, mivel a hűvösebb hőmérsékletek lehetővé teszik a molekulák kialakulását.

Ezen spektrális tulajdonságok közül sok a spektrumok mikrohullámú részében van, és néhányuk rendkívül függ a kvantummechanikai hatásoktól, amelyek viszont a proton és az elektron pontos tömegétől függnek. Ha ezek a tömegek megváltoznának, akkor néhány spektrális vonal helyzete is megváltozik. Ha ezeket a variációkat a várható pozíciójukhoz hasonlítják, a csillagászok értékes betekintést nyerhetnek az alapvető értékek változásának módjáról.

Az elsődleges nehézség az, hogy a dolgok nagy rendszerében a metanol (CH3OH) ritka, mivel világegyetemünkben 98% hidrogén és hélium van. Az utolsó 2% minden más elemből áll (az oxigén és a szén a következő leggyakoribb). Így a metanol a négy leggyakoribb elemből háromból áll, de ezeknek meg kell találniuk egymást, hogy képezzék a kérdéses molekulát. Ráadásul a megfelelő hőmérsékleti tartományban is létezniük kell; túl meleg és a molekula szétesett; túl hideg, és nincs elegendő energia ahhoz, hogy felismerjük a kibocsátást. Mivel a molekulák ritkán viselkednek ezekben a körülményekben, akkor számíthat arra, hogy elég sok ilyen anyag megtalálása, különösen a galaxisban vagy az univerzumban, kihívást jelent.

Szerencsére a metanol azon kevés molekulák egyike, amelyek hajlamosak csillagászati ​​maserek létrehozására. A mázerek azoknak a lézereknek a mikrohullámú egyenértékét jelentik, amelyekben a kis fénybevitel lépcsőzetes hatást válthat ki, amelyben indukálja a molekulákat, amelyek adott frekvencián is fényt bocsátanak ki. Ez nagymértékben javíthatja a metanolt tartalmazó felhő fényességét, növelve annak távolságát, amelyig könnyen észlelhető.

A tejúton belüli metanol-mázárokat ennek a technikának a segítségével tanulmányozva azt találták, hogy ha az elektron és a proton tömegének aránya megváltozik, akkor ez kevesebb, mint százmillió három résznél. Hasonló vizsgálatokat végeztek ammóniával mint nyomjelző molekulával (amely szintén mázokat képezhet), és hasonló következtetésekre jutottak.

Pin
Send
Share
Send