Mjerenje osnovnih konstanta s metanolom

Pin
Send
Share
Send

Ključno u procesu astronomskog modeliranja kojim znanstvenici pokušavaju razumjeti naš svemir je sveobuhvatno poznavanje vrijednosti koje čine ti modeli. To se općenito čini dobrom pretpostavkom, jer modeli često proizvode uglavnom točne slike našeg svemira. Ali samo da budu sigurni, astronomi vole biti sigurni da se te konstante nisu razlikovale u vremenu ili prostoru. Postati siguran da je težak izazov. Srećom, nedavni rad sugerirao je da ćemo možda moći istražiti osnovne mase protona i elektrona (ili barem njihov omjer) gledajući relativno uobičajenu molekulu metanola.

Novo izvješće temelji se na složenim spektrima molekula metana. U jednostavnim atomima, fotoni se stvaraju od prijelaza između atomske orbitale, jer nemaju drugi način skladištenja i prevođenja energije. Ali s molekulama, kemijske veze između komponenata atoma mogu pohraniti energiju u vibracijskim načinima na gotovo isti način na koji mase povezane s oprugama mogu vibrirati. Uz to, molekulama nedostaje radijalna simetrija i mogu se pohraniti energijom rotacijom. Iz tog razloga, spektri hladnih zvijezda pokazuju daleko više linija apsorpcije od vrućih, jer hladnije temperature omogućuju formiranje molekula.

Mnoga od tih spektralnih svojstava prisutna su u mikrovalnom dijelu spektra, a neka iznimno ovise o kvantnim mehaničkim učincima koji zauzvrat ovise o preciznim masama protona i elektrona. Ako bi se te mase promijenile, promijenio bi se i položaj nekih spektralnih linija. Uspoređujući ove varijacije s njihovim očekivanim položajima, astronomi mogu steći vrijedne uvide o tome kako se te temeljne vrijednosti mogu promijeniti.

Primarna poteškoća je u metanolu (CH) u velikoj shemi stvari3OH) je rijetka jer je u našem svemiru 98% vodika i helija. Posljednja 2% sastoji se od svakog drugog elementa (s kisikom i ugljikom sljedeći su najčešći). Dakle, metanol se sastoji od tri od četiri najčešća elementa, ali oni moraju pronaći jedan drugog, kako bi tvorili predmetnu molekulu. Povrh toga, moraju postojati i u odgovarajućem temperaturnom rasponu; previše vruće i molekula se raspada; previše je hladno i nema dovoljno energije da uzrokuje emisiju da bismo ga otkrili. Zbog rijetkosti molekula s tim uvjetima, mogli biste očekivati ​​da bi pronalazak dovoljne količine njih, posebno diljem galaksije ili svemira, bio izazovan.

Srećom, metanol je jedna od rijetkih molekula sklonih stvaranju astronomskih pokretača. Maseri su mikrovalni ekvivalent lasera u kojem mali unos svjetlosti može izazvati kaskadni učinak u kojem inducira molekule na koje također emitira svjetlost na određenim frekvencijama. Ovo može uvelike povećati svjetlinu oblaka koji sadrži metanol, povećavajući udaljenost do koje se može lako otkriti.

Autori su proučavali metanole za stvaranje metanola na Mliječnom putu pomoću ove tehnike, ako se omjer mase elektrona prema protonu ipak promijeni, to čini za manje od tri dijela u sto milijuna. Slične studije također su provedene koristeći amonijak kao molekulu tragača (koji također može tvoriti maser) i došli su do sličnih zaključaka.

Pin
Send
Share
Send