تا حالا شده بخوای بدونی دقیقاً توی هسته اتم‌ها چه خبره؟ خب خبر دارم برات! دانشمندهای MIT یه روش جدید باحال پیدا کردن که به کمکش می‌تونن سر از داخل هسته اتم دربیارن، اونم نه با آزمایشگاه‌های عظیم‌الجثه که کیلومترها طول می‌کشن، بلکه فقط رو میز کارشون! بگو خداحافظ به شتاب‌دهنده‌های ذره‌ای پرخرج!
اینجا قضیه به این شکله: خب هر اتمی یه سری الکترون داره که داره دور هسته می‌چرخه. این دفعه دانشمندها خودشون رو اذیت نکردن که با ذرات دیگه به هسته اتم شلیک کنن، بلکه از همین الکترون‌های خود اتم به‌عنوان “پیغام‌بر” استفاده کردن – یعنی بیان و یه سرکی توی هسته بکشن و برگردن با خبر!
تو این تحقیق (که مجله Science هم چاپش کرده)، اومدن یه مولکول رادیوم مونو‌فلوراید (یعنی رادیوم با یه فلوراید جفت شده) ساختن. مثلاً فلوراید همون یون شناخته شده‌ای که تو خمیردندون‌ها هم هست، و رادیوم هم یه عنصر سنگین و رادیواکتیوه که کلی خاصیت داره (چون خودش ناپایداره و یه عمر کوتاه داره) و به خاطر همین خیلی سخت گیر میاد!
کاری که کردن این بود: با لیزرهای خیلی دقیق (که بهش “طیف‌سنجی لیزری دقیق” میگن، یعنی اندازه‌گیری انرژی و رفتار ذرات با نور لیزر واقعاً با دقت)، شروع کردن به رصد رفتار و انرژی الکترون‌هایی که دور هسته رادیوم داخل مولکول می‌چرخن. جالبش اینجاست که تو همین مولکول، شرایطی جور میشه که بعضی وقتا الکترون‌ها انقدر به مرکز اتم نزدیک میشن که رسماً توی هسته سرک می‌کشن، و همین باعث یه تغییر کوچیک توی انرژی‌شون میشه.
حالا اینجا اون نکته باحالشه: وقتی الکترون دوباره از هسته میاد بیرون، همین تغییر انرژی مثل یه پیام مخفی از دل هسته می‌مونه. دانشمندها از رو همین تغییر کوچیک انرژی، اطلاعات خفنی در مورد ساختار داخلی هسته به دست میارن!
یه نکته فنی: این روش جدید یه راه واسه اندازه‌گیری “پراکندگی مغناطیسی هسته” بهشون داده. قضیه اینه که هر پروتون و نوترون تو هسته، خودش مثل یه آهنربای کوچیک عمل می‌کنه (یعنی یه خاصیت مغناطیسی داره). مدل چیدن این پروتون‌ها و نوترون‌ها تو هسته باعث میشه این خاصیت مغناطیسی شکل‌های مختلفی به خودش بگیره. تا الان اندازه‌گیری دقیق این خاصیت خیلی کار سختی بوده!
تو این تحقیق، واسه اولین بار می‌خوان این خاصیت رو برای رادیوم حسابی دقیق اندازه بگیرن. این کمک می‌کنه شاید بتونیم بالاخره جواب یکی از بزرگ‌ترین سوال‌های فیزیک رو بدست بیاریم: چرا توی کل جهان، ماده خیلی خیلی بیشتر از ضدماده است؟ (ضدماده یعنی ماده‌ای که همه چیزش برعکسه و اگر به ماده معمولی بخوره، نابود میشن!)
یکی از محقق‌ها – رونالد فرناندو گارسیا روییز – گفته کارشون تازه شروع یه ماجرای خیلی بزرگه و می‌تونه راه رو واسه کلی تحقیق جدید درباره شکستن تقارن بنیادین تو هسته‌ها باز کنه. ببین، “تقارن بنیادین” یه جور قانون پایه‌ایه تو فیزیک که میگه قوانین طبیعت باید تو شرایط برعکس هم یکی باشه، و اگه جایی این تقارن بشکنه، یعنی با یه راز اساسی طرفیم.
یه نکته دیگه هم اینه که رادیوم به خاطر ساختار عجیب هسته‌ش (هم بار و هم جرم داخل هسته به شکل نامتقارن پخش شده)، طبق پیش‌بینی‌ها پتانسیل تقویت‌کننده (یا همون آمپلیفایر) این نوع تقارن‌شکنی هست و همین موضوع باعث شده محقق‌های MIT علاقه زیادی بهش داشته باشن.
حالا چون رادیوم خودش رادیواکتیوه و سخت گیر میاد، محقق‌ها تونستن فقط تعداد خیلی کمی مولکول رادیوم مونو‌فلوراید بسازن. واسه همین اندازه‌گیری‌ها واقعاً به روش‌های فوق‌حساس نیاز داره — که همین تیم MIT هم حسابی توش حرفه‌ایه!
در کل، این روش نه‌تنها یه دریچه جدید واسه فضولی تو دل هسته اتم باز کرده، بلکه شاید ما رو یه قدم به فهمیدن رازهای بزرگ دنیا مثل تفاوت عجیب بین ماده و ضدماده نزدیک‌تر کنه! واقعاً هیجان‌انگیزه که بدونیم چه کشفیاتی از دل این پروژه بیرون میان.
منبع: +
