มีความคลาดเคลื่อนอย่างมากระหว่างปริมาณลิเธียมตามทฤษฎีและปริมาณที่สังเกตได้ในเอกภพของเรา ปัญหานี้เรียกว่า ปัญหาจักรวาลวิทยาของลิเธียม และได้หลอกหลอนนักจักรวาลวิทยามานานหลายทศวรรษ ขณะนี้นักวิจัยได้ลดความแตกต่างนี้ลงประมาณ 10% ด้วยการทดลองใหม่เกี่ยวกับกระบวนการนิวเคลียร์ที่รับผิดชอบในการสร้างลิเธียม การวิจัยนี้อาจชี้ทางไปสู่ความเข้าใจที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับจักรวาลในยุคแรกเริ่ม
มีคำกล่าวที่ทราบกันดีว่า "ในทางทฤษฏี ทฤษฏีและปฏิบัติเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน ในทางปฏิบัติไม่เป็นเช่นนั้น" นี่เป็นเรื่องจริงในทุกสาขาวิชาการ แต่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในจักรวาลวิทยา การศึกษาเกี่ยวกับจักรวาลทั้งหมด ซึ่งสิ่งที่เราคิดว่าเราควรเห็นกับสิ่งที่เราเห็นจริงนั้นไม่ตรงกันเสมอไป สาเหตุหลักมาจากความจริงที่ว่าปรากฏการณ์ทางจักรวาลวิทยาหลายอย่างยากที่จะศึกษาเนื่องจากไม่สามารถเข้าถึงได้ ปรากฏการณ์ทางจักรวาลวิทยามักจะไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับเราเนื่องจากระยะทางที่กว้างใหญ่ที่เกี่ยวข้อง หรือมักเกิดขึ้นก่อนที่สมองของมนุษย์จะพัฒนามาสนใจพวกมันเสียด้วยซ้ำ เช่นในกรณีของบิ๊กแบง
Project Associate Professor Seiya Hayakawa และอาจารย์ Hidetoshi Yamaguchi แห่งศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวและทีมงานระหว่างประเทศของพวกเขามีความสนใจเป็นพิเศษในด้านหนึ่งของจักรวาลวิทยาซึ่งทฤษฎีและการสังเกตแตกต่างกันอย่างมาก กล่าวคือ Kปัญหาทางออสโมโลยีของลิเธียม (ม.ป.ป). ทฤษฎีคาดการณ์ว่าช่วงเวลาหลังจากบิกแบงซึ่งสร้างสสารทั้งหมดในเอกภพ ปริมาณลิเธียมควรมากกว่าที่เราสังเกตเห็นจริงประมาณสามเท่า
"13,7 ล้านปีก่อน เมื่อสสารรวมตัวกันจากพลังงานของบิกแบง ธาตุแสงทั่วไปที่เราทุกคนรู้จัก ได้แก่ ไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเธียม และเบริลเลียม ก่อตัวขึ้นในกระบวนการที่เราเรียกว่า การสังเคราะห์นิวเคลียสด้วยบิกแบง (BBN)” ฮายาคาวะกล่าว “อย่างไรก็ตาม BBN ไม่ใช่ห่วงโซ่ของเหตุการณ์โดยตรงที่สิ่งหนึ่งกลายเป็นอีกสิ่งหนึ่ง ในความเป็นจริง มันเป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนของกระบวนการที่ส่วนผสมของโปรตอนและนิวตรอนสร้างนิวเคลียสของอะตอม และบางส่วนจะสลายตัวเป็นนิวเคลียสอื่น ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบของลิเธียมหรือไอโซโทปรูปแบบหนึ่ง - ลิเธียม-7 - ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการผลิตและการสลายตัวของเบริลเลียม-7 แต่อาจประเมินเกินจริงในทางทฤษฎี หรือประเมินในความเป็นจริงต่ำเกินไป หรือปัจจัยทั้งสองนี้รวมกัน สิ่งนี้จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อที่จะเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะนั้นอย่างแท้จริง"
ลิเธียม-7 เป็นไอโซโทปลิเธียมที่พบมากที่สุด โดยคิดเป็น 92,5% ของไอโซโทปที่สังเกตได้ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม แม้ว่าแบบจำลอง BBN ที่ได้รับการยอมรับจะทำนายความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ขององค์ประกอบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องใน BBN ด้วยความแม่นยำที่น่าทึ่ง แต่ความอุดมสมบูรณ์ของลิเธียม-7 ที่คาดไว้นั้นมากกว่าที่สังเกตได้จริงประมาณสามเท่า ซึ่งหมายความว่ามีช่องว่างในความรู้ของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของเอกภพในยุคแรกเริ่ม มีแนวทางเชิงทฤษฎีและการสังเกตหลายวิธีที่มีเป้าหมายเพื่อแก้ปัญหานี้ แต่ Hayakawa และทีมของเขาได้จำลองเงื่อนไขระหว่าง BBN โดยใช้ลำอนุภาค ตัวตรวจจับ และวิธีการสังเกตการณ์ที่เรียกว่า ม้าโทรจัน.
"เราศึกษาหนึ่งในปฏิกิริยา BBN อย่างรอบคอบ เมื่อเบริลเลียม-7 และนิวตรอนสลายตัวเป็นลิเธียม-7 และโปรตอน ระดับลิเธียม-7 ที่ได้รับนั้นต่ำกว่าที่คาดไว้เล็กน้อยประมาณ 10% ฮายากาวากล่าว - ปฏิกิริยานี้สังเกตได้ยากมาก เนื่องจากเบริลเลียม-7 และนิวตรอนไม่เสถียร ดังนั้นเราจึงใช้ดิวเทอรอน ซึ่งเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจนที่มีนิวตรอนเกินมา เป็นตัวส่งนิวตรอนไปยังลำแสงเบริลเลียม-7 โดยไม่รบกวนมัน นี่เป็นเทคนิคเฉพาะที่พัฒนาโดยกลุ่มชาวอิตาลีที่เราร่วมมือด้วย ซึ่งดิวเทอรอนเป็นเหมือนม้าโทรจันในตำนานกรีก และนิวตรอนเป็นทหารที่บุกเข้าไปในเมืองทรอยที่เข้มแข็งโดยไม่รบกวนผู้คุม ( โดยไม่ทำให้ตัวอย่างเสถียร) ต้องขอบคุณผลการทดลองใหม่นี้ เราจึงสามารถเสนองานที่ยากน้อยลงเล็กน้อยให้กับนักวิจัยเชิงทฤษฎีในอนาคตเมื่อพยายามแก้ปัญหา CLP"
อ่าน:
การแปลเป็นเรื่องไร้สาระ