دانشمندان دانشگاه غرب اسکاتلند عنصری را کشف کرده‌اند که می‌تواند کلید و جواب معمای پر رمز و راز دیرینه مبنی بر اینکه چرا ماده در جهان بیشتر از پادماده است، باشد.
پادماده مانند ماده از ذراتی به نام پادذره تشکیل شده است که با ذرات معمولی فرق دارند. در پاد ماده بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده است. دانشمندان طی این مطالعه دریافتند که یکی از ایزوتوپ‌های عنصر توریم بیشترین هسته گلابی شکل که تاکنون کشف شده را دارد.
هسته‌ای مانند توریم ۲۲۸ اکنون ممکن است این پتانسیل را داشته باشد که برای انجام آزمایش‌های جدید مورد استفاده قرار گیرد تا دانشمندان جواب معمای ماده و پاد ماده را پیدا کنند. عنصر توریم به طور طبیعی دارای ۶ ایزوتوپ است که همگی ناپایدار است. جرم اتمی ایزوتوپ‌های توریم از ۲۰۹ تا ۲۳۸ متغیر است. ایزوتوپ ۲۳۲Th دارای نیمه عمر ۱۴٫۰۵ میلیارد سال است که از عمر زمین بیشتر بوده و در نتیجه در طبیعت قابل یافتن است.
طبق مدل استاندارد، ماده و پاد ماده باید در مقادیر مساوی در زمان بیگ بنگ ایجاد شده باشند اما این در حالی است که جهان ما تقریباً کاملا از ماده ساخته شده است. مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی، نام نظریه‌ای مربوط به نیروهای الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و همچنین طبقه‌بندی ذرات زیراتمی شناخته شده است. این مدل در نیمه دوم قرن بیستم در نتیجه تلاش‌های مشارکت‌آمیز دانشمندان در عرصه جهانی شکل گرفت.
دانشمندان طی این مطالعه تصمیم گرفتند تا نمونه توریم-۲۳۲ را مورد مطالعه قرار دهند. توریم ۲۳۲ دارای نیمه عمر ۱۴ میلیارد سال است و این به آن معناست که روند واپاشی توریم ۲۳۲ بسیار کُند است. زنجیرۀ واپاشی این هسته باعث ایجاد شرایط مکانیکی دارای انرژی کوانتومی هسته توریم ۲۲۸ می‌شود. عملیات واپاشی چنین حالتی با تولید اشعه گاما در عرض چند نانو ثانیه انجام می‌شود.
زنجیره واپاشی(Decay chain) در علوم هسته‌ای به فرایند زنجیره‌ای که طی آن یک ایزوتوپ ناپایدار به ذرات پایدار تبدیل می‌شود، گفته می‌شود. اکثر عناصر رادیواکتیو به صورت مستقیم و طی یک فرایند به ماده پایدار تبدیل نمی‌شود و در فرآیندی پیچیده این فرایند صورت می‌پذیرد.
دانشمندان این مطالعه برای تشخیص این واپاشی‌های بسیار نادر و سریع، از ردیاب‌های بسیار حساس و پیشرفته استفاده کردند. محققان با پیکربندی دقیق آشکارسازها و الکترونیک‌های پردازش سیگنال با موفقیت توانستند عمر حالت‌های کوانتومی را با دقت دو تریلیونم در ثانیه اندازه‌گیری کنند. هرچه طول عمر حالت‌های کوانتومی کوتاه‌تر باشد، شکل گلابی هسته توریم ۲۲۸ واضح‌تر خواهد شد و این موضوع به محققان شانس بهتری برای درک آنها می‌دهد.
ارسال مطلب به ایمیل دوستاتون:
