Mayroong malaking pagkakaiba sa pagitan ng teoretikal at naobserbahang dami ng lithium sa ating uniberso. Ang problemang ito ay kilala bilang ang lithium cosmological problema at pinagmumultuhan ang mga cosmologist sa loob ng mga dekada. Pinaliit na ngayon ng mga mananaliksik ang pagkakaibang ito ng humigit-kumulang 10% salamat sa isang bagong eksperimento sa mga prosesong nuklear na responsable sa paglikha ng lithium. Maaaring ituro ng pananaliksik na ito ang daan patungo sa isang mas kumpletong pag-unawa sa unang bahagi ng uniberso.
Mayroong isang kilalang kasabihan na "sa teorya, ang teorya at praktika ay iisa at pareho. Sa pagsasagawa, hindi ito ang kaso." Ito ay totoo sa lahat ng mga larangang pang-akademiko, ngunit ito ay totoo lalo na sa kosmolohiya, ang pag-aaral ng buong sansinukob, kung saan ang iniisip natin na dapat nating makita at kung ano ang aktwal na nakikita natin ay hindi palaging magkatugma. Ito ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na maraming mga cosmological phenomena ay mahirap pag-aralan dahil sa hindi naa-access. Ang mga cosmological phenomena ay kadalasang hindi naa-access sa atin dahil sa malalawak na distansyang kasangkot, o madalas na nangyari bago pa man ang utak ng tao ay umunlad upang alagaan ang mga ito sa unang lugar - tulad ng sa kaso ng Big Bang.
Ang Project Associate Professor Seiya Hayakawa at Lecturer Hidetoshi Yamaguchi ng University of Tokyo's Center for Nuclear Research at ang kanilang internasyonal na koponan ay partikular na interesado sa isang lugar ng kosmolohiya kung saan ang teorya at obserbasyon ay malakas na nag-iiba, katulad ng Kosmological problema ng lithium (KLP). Ang teorya ay hinuhulaan na ilang sandali pagkatapos ng Big Bang, na lumikha ng lahat ng bagay sa kosmos, ang nilalaman ng lithium ay dapat na halos tatlong beses na mas malaki kaysa sa kung ano ang aktwal na naobserbahan natin.
"13,7 bilyong taon na ang nakalilipas, nang ang materya ay pinagsama mula sa enerhiya ng Big Bang, ang mga karaniwang elemento ng liwanag na alam nating lahat -- hydrogen, helium, lithium, at beryllium -- nabuo sa isang proseso na tinatawag nating Big Bang nucleosynthesis (BBN),” Hayakawa said. "Gayunpaman, ang BBN ay hindi isang direktang hanay ng mga kaganapan kung saan ang isang bagay ay nagiging isa pa. Sa katunayan, ito ay isang kumplikadong network ng mga proseso kung saan ang pinaghalong mga proton at neutron ay lumilikha ng atomic nuclei, at ang ilan sa mga ito ay nabubulok sa ibang nuclei. Halimbawa, ang nilalaman ng isang anyo ng lithium o isotope - lithium-7 - ay pangunahing resulta ng paggawa at pagkabulok ng beryllium-7. Ngunit ito ay alinman sa overestimated theoretically, o underestimated sa katotohanan, o isang kumbinasyon ng dalawang mga kadahilanan. Kailangang malutas ito upang talagang maunawaan kung ano ang nangyari noon."
Ang Lithium-7 ay ang pinakakaraniwang lithium isotope, na nagkakahalaga ng 92,5% ng lahat ng naobserbahang isotopes. Gayunpaman, bagama't hinuhulaan ng mga tinanggap na modelo ng BBN ang mga relatibong kasaganaan ng lahat ng elementong kasangkot sa BBN na may kapansin-pansing katumpakan, ang inaasahang kasaganaan ng lithium-7 ay halos tatlong beses na mas malaki kaysa sa aktwal na naobserbahan. Nangangahulugan ito na mayroong isang puwang sa ating kaalaman tungkol sa pagbuo ng maagang uniberso. Mayroong ilang mga theoretical at observational approach na naglalayong lutasin ang problemang ito, ngunit si Hayakawa at ang kanyang koponan ay nagmodelo ng mga kondisyon sa panahon ng BBN gamit ang mga particle beam, detector, at isang observational method na kilala bilang Trojan horse.
"Maingat naming pinag-aralan ang isa sa mga reaksyon ng BBN, kapag ang beryllium-7 at isang neutron ay nabulok sa lithium-7 at isang proton. Ang mga antas ng lithium-7 na nakuha ay bahagyang mas mababa kaysa sa inaasahan, mga 10%, sabi ni Hayakawa. - Ang reaksyong ito ay napakahirap obserbahan, dahil ang beryllium-7 at neutrons ay hindi matatag. Kaya ginamit namin ang isang deuteron, isang hydrogen nucleus na may dagdag na neutron, bilang isang sisidlan upang i-ferry ang neutron sa beryllium-7 beam nang hindi ito naaabala. Ito ay isang natatanging pamamaraan na binuo ng isang grupong Italyano kung saan kami nakikipagtulungan, kung saan ang deuteron ay tulad ng Trojan horse sa mitolohiyang Griyego, at ang neutron ay isang sundalo na pumapasok sa hindi magagapi na lungsod ng Troy nang hindi iniistorbo ang bantay ( nang walang destabilizing ang sample). Salamat sa bagong pang-eksperimentong resulta, maaari kaming mag-alok ng mga teoretikal na mananaliksik sa hinaharap ng bahagyang hindi gaanong mahirap na gawain kapag sinusubukang lutasin ang CLP."
Basahin din:
ang pagsasalin ay ilang kalokohan