Мерење основних константа метанолом

Pin
Send
Share
Send

Кључно у процесу астрономског моделирања којим научници покушавају да разумеју наш универзум је свеобухватно знање о вредностима који чине ови модели. Ово се генерално чини добром претпоставком, јер модели често производе углавном тачне слике нашег свемира. Али само да буду сигурни, астрономи воле да се увере да се ове константе нису разликовале у простору или времену. Међутим, осигурати да је тежак изазов. Срећом, недавни рад је сугерисао да ћемо можда моћи да истражимо основне масе протона и електрона (или барем њихов однос) гледајући релативно уобичајени молекул метанола.

Нови извештај заснован је на сложеним спектрима молекула метана. У једноставним атомима, фотони се стварају од прелаза између атомских орбитала, јер немају други начин за складиштење и превођење енергије. Али уз молекуле, хемијске везе између компонената атома могу да складиште енергију у вибрационим модусима на исти начин на који масе повезане са опругама могу да вибрирају. Уз то, молекулама недостаје радијална симетрија и могу резервисати енергију ротацијом. Из тог разлога, спектри хладних звезда показују далеко више линија апсорпције од врућих, јер хладније температуре омогућавају молекулама да почне да се формира.

Многа од ових спектралних карактеристика присутна су у микроталасном делу спектра, а нека изузетно зависе од квантних механичких ефеката који заузврат зависе од прецизних маса протона и електрона. Ако би се те масе промениле, променио би се и положај неких спектралних линија. Упоређујући ове варијације са њиховим очекиваним положајима, астрономи могу стећи вриједне увиде о томе како се ове темељне вриједности могу промијенити.

Примарна потешкоћа је та што је у великој шеми ствари метанол (ЦХ)3ОХ) је ретка јер је у нашем свемиру 98% водоника и хелијума. Последња 2% састоји се од сваког другог елемента (при чему су следећи најчешћи кисеоник и угљеник). Дакле, метанол се састоји од три од четири најчешћа елемента, али они морају да пронађу једни друге, да би формирали предметни молекул. Поврх тога, морају постојати и у одговарајућем температурном опсегу; превише вруће и молекул се распада; сувише хладно и нема довољно енергије да бисмо га детектовали. Због реткости молекула са овим условима, могли бисте очекивати да ће проналазак довољног броја њих, посебно широм галаксије или универзума, бити изазовно.

Срећом, метанол је један од ретких молекула склоних стварању астрономских масер-а. Масери су микроталасни еквиваленти ласера ​​у којима мали унос светлости може изазвати каскадни ефекат у којем индукује молекуле које погоди да такође емитују светлост на одређеним фреквенцијама. Ово може у великој мери повећати сјај облака који садржи метанол, повећавајући удаљеност до које се може лако открити.

Проучавајући метасерске масере на Млечном путу користећи ову технику, аутори су открили да се, ако се однос масе електрона према маси протона, ипак измени, то чини за мање од три дела у сто милиона. Сличне студије су такође спроведене користећи амонијак као молекул пратилаца (који такође може формирати масер) и дошли су до сличних закључака.

Pin
Send
Share
Send