Niezwykła forma atomu cezu pomaga zespołowi badawczemu kierowanemu przez University of Queensland zdemaskować nieznane cząstki tworzące wszechświat.

Dr Jacinda Ginges z Wydziału Matematyki i Fizyki UQ powiedziała, że ​​niezwykły atom – składający się ze zwykłego atomu cezu i cząstki elementarnej zwanej mionem – może okazać się niezbędny do lepszego zrozumienia podstawowych elementów budulcowych wszechświata.

„Nasz wszechświat wciąż jest dla nas wielką zagadką” – powiedział dr Ginges.

„Obserwacje astrofizyczne i kosmologiczne wykazały, że znana nam materia – powszechnie nazywana w fizyce cząstkami „Modelu Standardowego” – stanowi zaledwie pięć procent materii i energii zawartej we wszechświecie”.

„Większość materii jest„ ciemna ”, a obecnie nie znamy żadnej cząstki ani interakcji w ramach Modelu Standardowego, która to wyjaśnia”.

„Poszukiwanie cząstek ciemnej materii leży na czele badań fizyki cząstek elementarnych, a nasza praca z cezem może okazać się niezbędna do rozwiązania tej zagadki”.

Prace mogą również pewnego dnia ulepszyć technologię.

„Fizyka atomowa odgrywa ważną rolę w technologiach, których używamy na co dzień, takich jak nawigacja z Globalnym Systemem Pozycjonowania (GPS), a teoria atomowa będzie nadal ważna w rozwoju nowych technologii kwantowych opartych na atomach” – powiedział dr Ginges .

Dzięki badaniom teoretycznym dr Ginges i jej zespół poprawili zrozumienie struktury magnetycznej jądra cezu, jej wpływu na atomowy cez oraz wpływu dziwnego i cudownego mionu.

„Mion jest w zasadzie ciężkim elektronem – 200 razy masywniejszym – i krąży wokół jądra 200 razy bliżej niż elektrony” – powiedział dr Ginges.

„Z tego powodu może wykryć szczegóły struktury jądra”.

„Brzmi to skomplikowanie, ale w skrócie ta praca pomoże ulepszyć obliczenia teorii atomowej, które są wykorzystywane w poszukiwaniu nowych cząstek”.

Naukowcy stwierdzili, że nowe podejście może zaoferować większą czułość i alternatywną technikę do znajdowania nowych cząstek, dzięki zastosowaniu precyzyjnych pomiarów atomowych.

„Być może słyszeliście o Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN, największym na świecie i najpotężniejszym akceleratorze cząstek, który rozbija materię subatomową przy wysokich energiach, aby znaleźć wcześniej niewidziane cząsteczki” – powiedział dr Ginges.

„Ale nasze badania mogą zapewnić większą czułość dzięki alternatywnej technice znajdowania nowych cząstek – poprzez precyzyjne pomiary atomowe”.

„Nie potrzebuje gigantycznego zderzacza, a zamiast tego używa precyzyjnych instrumentów do wyszukiwania zmian atomowych przy niskiej energii”.

„Zamiast wybuchowych, wysokoenergetycznych zderzeń, jest to odpowiednik stworzenia ultraczułego„ mikroskopu ”, aby zobaczyć prawdziwą naturę atomów”.

„Może to być bardziej czuła technika, ujawniająca cząstki, których zderzacze cząstek po prostu nie widzą”.

Cez ma chwilę, po tym, jak niedawno pojawił się w wiadomościach, jako pierwiastek w radioaktywnej kapsule, która zaginęła, a następnie została znaleziona na odludziu Australii Zachodniej.

Badania te, prowadzone przez dr Gingesa, zostały przeprowadzone wspólnie z doktorantem George’em Sanamyanem i dr Benjaminem Robertsem i zostały opublikowane w Listy z przeglądu fizycznego.