Põhikonstantide mõõtmine metanooliga

Pin
Send
Share
Send

Astronoomilise modelleerimisprotsessi võti, mille abil teadlased püüavad mõista meie universumit, on põhjalik teadmine nendest mudelitest koosnevate väärtuste kohta. Üldiselt näib see olevat hea eeldus, kuna mudelid annavad sageli kõige täpsemad pildid meie universumist. Kuid selleks, et olla kindel, tahavad astronoomid veenduda, et need konstandid ei erine ruumis ega ajas. Veendumine on aga keeruline väljakutse. Õnneks on hiljutises artiklis soovitatud, et meil on võimalik uurida prootonite ja elektronide põhimasse (või vähemalt nende suhet), uurides metanooli suhteliselt tavalist molekuli.

Uus aruanne põhineb metaanimolekuli keerukatel spektritel. Lihtsate aatomite korral tekivad footonid aatomorbitaalide vahelistest üleminekutest, kuna neil pole muud moodust energia salvestamiseks ja transleerimiseks. Kuid molekulide korral võivad komponentide aatomite vahelised keemilised sidemed energiat vibratsioonirežiimides salvestada samamoodi nagu vedrudega ühendatud massid võivad vibreeruda. Lisaks puudub molekulidel radiaalne sümmeetria ja nad saavad energiat pöörlemisel salvestada. Sel põhjusel näitavad jahedate tähtede spektrid palju rohkem neeldumisjooni kui kuumad, kuna jahedam temperatuur võimaldab molekulidel moodustuma.

Paljud neist spektraalomadustest esinevad spektrite mikrolaineosas ja mõned on äärmiselt sõltuvad kvantmehaanilistest mõjudest, mis omakorda sõltuvad prootoni ja elektroni täpsest massist. Kui need massid muutuksid, muutuks ka mõnede spektraaljoonte asukoht. Võrreldes neid erinevusi nende eeldatava positsiooniga, saavad astronoomid saada väärtuslikku teavet nende põhiväärtuste muutumise kohta.

Esmane raskus on selles, et asjade suures plaanis on metanool (CH3OH) on haruldane, kuna meie universumis on 98% vesinikku ja heeliumi. Viimane 2% koosneb igast teisest elemendist (hapnik ja süsinik on kõige tavalisemad). Seega koosneb metanool kolmest neljast levinumast elemendist, kuid need peavad teineteise leidma, et moodustada vaadeldav molekul. Peale selle peavad need olema ka õiges temperatuurivahemikus; liiga kuum ja molekul on purunenud; liiga külm ja pole piisavalt energiat, et tekitada emissiooni selle tuvastamiseks. Kuna molekulid on nende tingimustega haruldased, võite arvata, et nende leidmine piisavalt, eriti kogu galaktikas või universumis, on keeruline.

Õnneks on metanool üks väheseid molekule, mis on altid astronoomiliste maatriksite loomisele. Maseerid on laserite mikrolaineekvivalendid, milles väike valguse sisend võib põhjustada kaskaadiefekti, mille käigus indutseeritavad molekulid kiirgavad valgust ka kindlatel sagedustel. See võib metanooli sisaldava pilve heledust märkimisväärselt suurendada, suurendades kaugust, milleni seda saaks hõlpsasti tuvastada.

Uurides selle meetodi abil metanoolimaseereid Linnutee piires, leidsid autorid, et kui elektroni ja prootoni massi suhe muutub, muutub see vähem kui kolme osaga miljonist miljonist. Sarnased uuringud on tehtud ka ammoniaaki kasutades jäljendimolekulina (mis võib moodustada ka masereid) ja jõudnud sarnaste järeldusteni.

Pin
Send
Share
Send