Pagrindinių konstantų matavimas metanoliu

Pin
Send
Share
Send

Raktas į astronominį modeliavimo procesą, kuriuo mokslininkai bando suprasti mūsų visatą, yra išsamus vertybių, sudarančių šiuos modelius, pažinimas. Paprastai tai atrodo gera prielaida, nes modeliai dažnai pateikia tikslius mūsų visatos paveikslus. Tačiau tik norėdami būti tikri, astronomai mėgsta įsitikinti, kad šios konstantos nesiskyrė nei erdvėje, nei laike. Vis dėlto įsitikinti, kad tai sudėtingas iššūkis. Laimei, neseniai paskelbtame dokumente teigiama, kad galbūt galime ištirti pamatines protonų ir elektronų mases (arba bent jau jų santykį), žiūrėdami į palyginti įprastą metanolio molekulę.

Naujoji ataskaita yra pagrįsta sudėtingais metano molekulės spektrais. Paprastuose atomuose fotonai yra generuojami perėjus tarp atominių orbitų, nes jie neturi kito būdo kaupti ir versti energiją. Bet su molekulėmis cheminiai ryšiai tarp komponentų atomų gali kaupti energiją vibraciniais režimais panašiai, kaip gali vibruoti masės, sujungtos su spyruoklėmis. Be to, molekulėms trūksta radialinės simetrijos ir jos gali kaupti energiją sukimosi metu. Dėl šios priežasties vėsių žvaigždžių spektrai rodo kur kas daugiau absorbcijos linijų nei karštosios, nes vėsesnė temperatūra leidžia pradėti formuotis molekulėms.

Daugelis šių spektrinių ypatybių yra mikrobangų spektro dalyje, o kai kurios labai priklauso nuo kvantinio mechaninio poveikio, kuris savo ruožtu priklauso nuo tikslių protono ir elektronų masių. Jei tos masės pasikeistų, pasikeistų ir kai kurių spektrinių linijų padėtis. Palyginę šiuos variantus su jų tikėtinomis pozicijomis, astronomai gali įgyti vertingų įžvalgų apie tai, kaip gali pasikeisti šios pagrindinės vertybės.

Pagrindinis sunkumas yra tas, kad pagal didžiąją dalykų schemą metanolis (CH3OH) yra retas reiškinys, nes mūsų visatoje yra 98% vandenilio ir helio. Paskutinius 2% sudaro visi kiti elementai (o deguonis ir anglis yra dažniausiai pasitaikantys elementai). Taigi metanolį sudaro trys iš keturių labiausiai paplitusių elementų, tačiau jie turi rasti vienas kitą, kad sudarytų nagrinėjamą molekulę. Be to, jie taip pat turi būti tinkamo temperatūros diapazone; per karšta ir molekulė suskaidoma; per šalta ir nepakanka energijos, kad galėtume ją išmesti. Dėl šių sąlygų molekulių retumo galite tikėtis, kad rasti pakankamai jų, ypač galaktikoje ar visatoje, bus sudėtinga.

Laimei, metanolis yra viena iš nedaugelio molekulių, linkusių kurti astronominius maserius. Maserai yra lazerių mikrobangų ekvivalentas, kuriame maža šviesos įvestis gali sukelti pakopinį efektą, kurio metu jos sužadinamos molekulės taip pat skleidžia šviesą tam tikrais dažniais. Tai gali labai padidinti debesies, kuriame yra metanolio, ryškumą ir padidinti atstumą, iki kurio jį būtų galima lengvai aptikti.

Tyrinėdami pieno metodo metanolio maserius, naudodamiesi šia technika, autoriai nustatė, kad jei elektrono ir protono masės santykis pasikeičia, jis tai daro mažiau nei trimis dalimis iš šimto milijonų. Panašūs tyrimai taip pat buvo atlikti naudojant amoniaką kaip atsekamąją molekulę (kuri taip pat gali sudaryti maserius) ir priėjo prie panašių išvadų.

Pin
Send
Share
Send