فيزيكدان ايراني اصل هم‌ارزي انشتين را به چالش مي‌كشد

[moji5]

دکتر شروین تقوی ، پژوهشگر و متخصص فیزیک اتمی در آژانس فضایی موفق به ابداع نوع جدیدی ازساعت های اتمی با ویژگی های خاص شده که در صورت موفقیت آزمایش ها و تست های نهایی در حال انجام بر روی آن می تواند برخی از اساسی ترین فرضیه های علم فیزیک را به طورجدی به چالش کشیده و تحولی را در عرصه فیزیک اتمی رقم بزند


ايسنا:اين دانشمند جوان ايراني در ساعت اتمي خود براي نخستين بار از دو ايزوتوپاتم جيوه استفاده مي‌كند كه اگر بتوان ثابت كرد که باندهاي اندروني (hyperfine structure) آنها با زمان تغيير مي‌كنند براي نخستين بار درتاريخ فيزيك، وزن ذرات بنيادي تشکيل دهنده هسته اتم به صورت مستقيم محاسبهمي‌شود.

با اثبات اين كه اين وزنبا زمان تغيير مي‌کند، برخي فرضيه هاي فيزيک اتمي اولويت داده شده و برعکس برخي فرضيه هاي بزرگ فيزيک مثل فرضيه برابري انشتين با چالشي جديمواجه مي‌شود.

دكتر شروين تقوي درگفت‌و‌گويي تلفني با خبرنگار علمي ايسنا خاطرنشان كرد: ساعت اتمي، ابزاريبراي سنجيدن زمان با دقت فوق‌العاده بالاست كه اتم را به عنوان مرجعي برايميزان كردن ساعت‌ها به كار مي‌برد.

اتم، داراي باندهايانرژي دروني است كه انرژي را مي توان به فعاليت‌هاي تكراري ربط داد كهتكرار آنها مي‌تواند يك مرجع زماني باشد كه يك نوسانگر را به آن قفل كنيدو به اين ترتيب باند انرژي آن اتم مرجعي براي سنجش زمان مي‌شود.

وي خاطرنشان كرد: ازكارهاي روزمره تا پيچيده‌ترين محاسبات و آزمايش‌هاي علمي نيازمند زماناست. براي سازمان فضايي آمريكا (ناسا) هم مساله اندازه‌گيري دقيق زمانخصوصا در محاسبات مربوط به پرتاب ماهواره‌ها و فضاپيماها اهميتفوق‌العاده‌اي دارد.

از آن جا كه مسافت حاصل ضرب سرعت در زمان است، اگرمرجع زماني شما مقداري ثابت نباشد، محاسبه مسافت با خطا همراه بوده و درنتيجه موشكي كه به دوردست‌هاي فضا فرستاده مي‌شود در مدار صحيح قرارنمي‌گيرد. اين مساله باعث شده كه مطالعات در زمينه ساخت ساعت‌هايي هر چهدقيق تر مورد توجه ناسا قرار گيرد.

تقوي درباره ساختار ساعتاتمي ابداعي گفت: در اين ساعت اتمي براي اولين بار از ايزوتوپ 201 اتمجيوه استفاده شده كه تاكنون كار چنداني با آن نشده است. در اين تحقيقات،باند انرژي (hyperfine structure) اين ايزوتوپ جيوه را به ميزان 100ميليون بار دقيق‌تر از آنچه تاكنون حساب شده محاسبه كرديم.

خوبي اين باند انرژي ايناست كه تابع تركيب خود هسته اتم است و بنابراين تغيير در محيط بيروني اتمتاثير چنداني بر اين باند انرژي نخواهد گذاشت، لذا باند انرژي را مي‌توانبه عنوان يك مرجع انرژي استفاده كرد.

مي دانيم كه هر انرژي يكفركانس مشخص دارد، پس مي‌توانيم يك اتم را در تله بيندازيم و انرژي درونيشرا به عنوان يك مرجع فركانس استفاده كنيم و فركانس يك نوسانگر را به آنقفل كنيم.

فركانس اين نوسان چون بهفركانس اين انرژي ثابت و دقيق قفل شده، پس بنابراين فركانس اين نوسان همثابت و دقيق خواهد بود. اين فركانس به سادگي به زمان قابل تبديل است وبدين ترتيب ما يك ساعت اتمي درست كرده‌ايم.

تقوي خاطرنشان كرد: نتيجه كارمان را سال پيش در يك كنفرانس مشترك دوسالانه بين آمريكا و اروپادر فرانسه ارائه دادم و در حال حاضر مشغول انجام آزمايش‌هاي بيشتر با اينساعت هستم.

وي در گفت‌و‌گو با ايسنا تصريح كرد: مرحله بعدي تحقيقات اين است كه دو ايزوتوپ جيوه را در در يكساعت اتمي (Dual isotope atomic clock) استفاده كنيم.

در اين طرح براي اولينبار از دو ايزوتوپ جيوه 201 و جيوه 199 در يك ساعت اتمي استفاده مي‌شود كهاگر بتوانيم آزمايش كنيم كه باندهاي اندروني اين دو ايزوتوپ با زمان عوضمي‌شود، مي‌توانيم براي اولين بار وزن ذرات بنيادي تشكيل دهنده هسته اتمموسوم به «كوارك» را به طور مستقيم اندازه‌ بگيريم و اگر نشان دهيم، اينوزن با زمان تغيير مي‌كند، صحت برخي فرضيه‌هاي فيزيك (نظريه ريسمان) اثباتشده و در مقابل فرضيه برابري (اصل هم ارزي) انشتين زير سوال مي‌رود.