Науковці Массачусетського технологічного інституту (MIT) винайшли спосіб використання молекули монофториду радію як мініатюрного прискорювача частинок для дослідження субатомного світу. Цей метод дозволяє вивчати фундаментальні закони фізики без необхідності будувати гігантські споруди на кшталт Великого адронного колайдера.
Кишеньковий колайдер замість 27-кілометрового тунелю
Традиційно для дослідження субатомних частинок та пошуку відповідей на питання про походження Всесвіту вчені змушені використовувати масивні установки. Найвідомішим прикладом є Великий адронний колайдер – 27-кілометровий тунель, побудований для розгону частинок до неймовірних швидкостей. Однак нове дослідження, опубліковане в журналі Science, доводить, що для великих відкриттів не завжди потрібні мегамашини.
Команда фізиків виявила, що електрони в атомі радію (коли він з'єднаний з атомом фтору) поводяться особливим чином. Вони здатні проникати в ядро атома, що дозволяє вченим вимірювати енергетичні зсуви з надзвичайною точністю.
«Коли ви поміщаєте цей радіоактивний атом всередину молекули, внутрішнє електричне поле, яке відчувають його електрони, стає на порядки більшим порівняно з полями, які ми можемо створити в лабораторії», – пояснив співавтор дослідження Сільвіу-Маріан Удреску.
За його словами, молекула фактично діє як гігантський прискорювач частинок, даючи унікальний шанс дослідити ядро радію зсередини.
«Грушоподібна» форма та загадка Великого вибуху
Ключовим елементом експерименту став сам радій. Його ядро має специфічну асиметричну конфігурацію, яку фізики описують як «грушоподібну». Така форма значно підсилює чутливість атомів до порушень симетрії часу та заряду, що виходять за межі Стандартної моделі фізики.
Це відкриття має прямий стосунок до однієї з найбільших загадок науки – асиметрії матерії та антиматерії. Згідно з теорією Великого вибуху, матерія та антиматерія мали б анігілювати одна одну, залишивши лише чисту енергію. Проте Всесвіт існує, що свідчить про порушення цього балансу. Новий метод дозволяє скласти точну карту «магнітного розподілу» атома, що може стати ключем до розгадки цього парадоксу.
«Наші результати закладають основу для наступних досліджень, спрямованих на вимірювання порушень фундаментальних симетрій на ядерному рівні», – зазначив співавтор дослідження Рональд Фернандо Гарсія Руїс.
Наразі команда планує наступний етап експериментів: охолодження молекул монофториду радію лазерами. Це дозволить зафіксувати їхню орієнтацію та скласти ще детальнішу карту їхньої внутрішньої структури, фактично «зазираючи» всередину атомної батарейки, що раніше вважалося неможливим.
Також рекомендуємо прочитати:
