Dirk Eidemüller, Paul Scherrer İnstitutu tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Sxematik (kompüter dəstəkli dizayn) eksperimental qurğunu kəsin: (1) Qərb-1 şüa portu deklanşörü, (2) UCN bələdçiləri, (3) üfüqi bələdçi deklanşörü, (4) saxlama qabı, (5) kəpənək deklanşörü, (6) UCN detektoru, (7) maqnit sahəsi rulonları, (8) saxlama qabının üst qapağı və (9) radiasiya qoruyucusu. Mənbə: Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/2qck-n6mb

Onilliklərdir ki, fizikada bir nəzəriyyə öz reallığımızla qarşılıqlı təsiri son dərəcə zəif olan güzgü dünyasının mövcudluğunu fərz edir. Bu güzgü kainatındakı hissəciklərin də qaranlıq maddə üçün namizəd olduğu düşünülür. Paul Scherrer İnstitutunun PSI tədqiqatçıları hazırda təxminən 25 milyard neytronu araşdırıblar və bununla da onların güzgü dünyasına yoxa çıxmasını çox yüksək dərəcədə dəqiqliklə istisna ediblər. Tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Bu fikir elmi fantastika kimi səslənə bilər, amma nəzəri fizika üzrə tədqiqatçılar tərəfindən irəli sürülüb. Adi reallığımızla yanaşı, hər bir elementar hissəcik növünün uyğun güzgü hissəciyinin olduğu sözdə güzgü dünyası da mövcud ola bilər. Bu zaman güzgü elektronları, eləcə də güzgü protonları və güzgü neytronları olacaq. Lakin, bu nəzəriyyəyə görə, normal hissəciklərin güzgü hissəcikləri ilə çox qarşılıqlı təsir göstərməsi ehtimalı azdır. PSI Neytron və Muon Elmləri Mərkəzinin tədqiqatçısı Geza Zsigmond deyir: “Əsasən, iki növ hissəcik bir-birinin varlığını cazibə qüvvəsi vasitəsilə hiss edir”.

Onilliklər ərzində aparılan axtarışlara baxmayaraq, bu sirli güzgü hissəcikləri heç vaxt aşkar edilməyib. Fransadakı Laue-Langevin İnstitutunda aparılan son təcrübələrin nəticələri güzgü neytronları haqqında fərziyyələri yenidən alovlandırsa da, PSI tədqiqatçılarının yeni bir təcrübəsi misilsiz dəqiqlik səviyyəsinə nail olaraq bu məsələyə daha da aydınlıq gətirib. Nəticələr çox yüksək ehtimalla neytronların güzgü versiyasına çevrilməsini istisna edir.

Güzgü hissəciklərinin adi maddə ilə demək olar ki, qarşılıqlı təsir göstərməməsi onların axtarışını çətinləşdirir. Onlar bildiyimiz maddə ilə yalnız iki yolla qarşılıqlı təsir göstərə bilərlər: ya cazibə qüvvəsi, ya da neytral hissəciklərin nadir salınımları vasitəsilə. Güzgü hissəciklərinin qaranlıq maddə kimi tanınan bir şey üçün namizəd ola bilməsinin səbəbi də budur. Qaranlıq maddə kainatın ümumi kütləsinin adi maddədən xeyli çox hissəsini təşkil etsə də, onun təbiəti tam bir sirr olaraq qalır. Güzgü hissəcikləri ilə öz dünyamız arasındakı qarşılıqlı təsirin zəifliyi məhz onların qaranlıq maddəni izah etməsinin səbəbidir.PSI tədqiqatçıları Bernhard Lauss (solda) və Geza Zsigmond PSI-nin ultra soyuq neytron mənbəyində təxminən 25 milyard neytronu araşdırdılar. Onlar neytronların öz-özünə güzgü neytronlarına çevrilməsi fərziyyəsini əsasən təkzib etdilər. Mənbə: Paul Scherrer İnstitutu/Markus Fischer

Nadir salınımlar axtarılır

PSI Neytron və Muon Elmləri Mərkəzinin ultrasoyuq neytron fizikası üzrə tədqiqat qrupunun rəhbəri Bernhard Lauss deyir: “Güzgü hissəciklərinin mövcudluğunu yalnız qravitasiya qarşılıqlı təsirindən istifadə etməklə sübut etməyin heç bir yolu yoxdur. Buna görə də biz güzgü hissəciklərinin digər xüsusiyyətinə, yəni bu hipotezə əsasən neytral hissəciklərin normal maddə dünyamızla güzgü dünyamız arasında irəli-geri hərəkət edə biləcəyinə diqqət yetirdik.” Bu o deməkdir ki, neytron kimi neytral hissəcik çox nadir hallarda güzgü hissəciyinə çevrilə və sadəcə dünyamızdan yox ola bilər. Bir müddət sonra o, yenidən heç bir yerdən görünə bilər.

Zsigmond əlavə edir ki, “Neytronlar bu təcrübə üçün idealdır, çünki birincisi, onlar elektrik cəhətdən neytraldırlar və ikincisi, qəribə bir xüsusiyyətə malikdirlər. Neytronların necə ölçülməsindən asılı olaraq fərqli ömürləri var.” Bu uyğunsuzluğun bir hissəsi bəzi neytronların ölçülərkən güzgü dünyasına “yoxa çıxması” ilə bağlı ola bilər.

Bu qəribə davranışın mahiyyətini anlamaq üçün PSI tədqiqatçıları ETH Sürix və Krakovdakı Yagelloniya Universitetinin tədqiqatçıları ilə birləşərək mürəkkəb bir təcrübə hazırladılar. Onlar PSI-dəki yüksək intensivlikli proton sürətləndiricisində çox miqdarda istehsal olunan neytronları əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlatdılar və bununla da ultrasoyuq neytronlar kimi tanınan neytronlar yaratdılar.

Daha sonra onları xüsusi maqnit olmayan paslanmayan polad vakuum qabına yerləşdirdilər. Bunun üçün birincisi, çox sayda ultra soyuq neytron (PSI mənbəyi bunların istehsalında dünya lideridir) və ikincisi, qabı əhatə edən və ən yüksək dəqiqliklə idarə oluna bilən maqnit sahəsi rulonları tələb olunurdu. Çünki neytronların güzgü dünyasına keçib dünyamıza qayıtma ehtimalı ətrafdakı maqnit sahələrinə son dərəcə həssasdır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Dünyada aparıcı nəticələrə baxmayaraq, güzgü dünyasının əlaməti yoxdur

Hər beş dəqiqədən bir komanda böyük bir paslanmayan polad çənində təxminən 1,5 milyon neytron saxlayırdı. Tədqiqatçılar hər dəfə təxminən 200 saniyədən sonra onu yenidən boşaltdılar və neçə neytronun qaldığını müəyyən etdilər. Onlar prosesi bir neçə ay ərzində təkrarladılar və bu müddət ərzində ümumilikdə təxminən 25 milyard neytron ölçmüşdülər.

Lauss deyir: “Zaman keçdikcə, neytronlar və güzgü neytronları arasında salınımların baş verməsinin gözlənilə biləcəyi bütün müvafiq bölgələri skan etmək üçün maqnit sahəsinin gücünü və istiqamətini tədricən dəyişdirdik. Lakin biz bu cür salınımlara dair heç bir dəlil görmədik.” Bu tapıntılar o deməkdir ki, onların güzgü hissəciklərinə çevrilməsi ilə bağlı əvvəlki fərziyyələrin istisna edilə biləcəyi ehtimalı çox yüksəkdir.

PSI təcrübəsi dünyada öz növünün ən yaxşısıdır və yaxın gələcək üçün standart müəyyən edəcək. Daha da əhəmiyyətli təkmilləşdirmələr son dərəcə mürəkkəb bir quruluş tələb edəcək. Lauss qeyd edir ki, “Biz həmçinin bir çox gəncin bu təcrübədə iştirak edə bilməsi ilə fəxr edirik”. Tədqiqatın bir hissəsi olaraq ETH Zurich ilə əməkdaşlıqda iki doktorluq dissertasiyası tamamlandı və bir çox tələbə təcrübəyə cəlb edildi.

Tədqiqat möhtəşəm güzgü dünyasına dair heç bir dəlil tapmasa da, onun nəticələri hissəciklər fizikası üçün vacibdir. Zsigmond deyir: “Müəyyən fərziyyələrin əhatə dairəsini məhdudlaşdırmaqla, nəzəri fizika sahəsindəki tədqiqatçılara yeni yollar araşdırmalı olduqlarını göstəririk. Fizika inkişaf etməyə davam etmək üçün bu cür təkana ehtiyac duyur.”

Nəşr detalları

N. J. Ayres və digərləri, PSI Ultracold Neytron Mənbəsində Neytrondan Güzgü-Neytron Salınımlarına dair Yeni Yüksək Həssaslıq Axtarışı, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/2qck-n6mb

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları