НИЦ «Курчатовский институт»

0 комментариев 535

Новые методы оптической спектроскопии позволят заглянуть за пределы Стандартной модели

Новые методы оптической спектроскопии позволят заглянуть за пределы Стандартной модели
Ученые НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ в составе международной исследовательской группы в ЦЕРН впервые в мире провели исследование короткоживущих радиоактивных молекул при помощи лазерной спектроскопии. 

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ в составе международной исследовательской группы в ЦЕРН впервые в мире провели исследование короткоживущих радиоактивных молекул при помощи лазерной спектроскопии. До сих пор никому не удавалось применить этот метод в отношении соединений, содержащих нестабильные ядра. Благодаря полученным результатам короткоживущие радиоактивные молекулы можно будет использовать для поиска явлений новой физики, выходящих за пределы Стандартной модели. Результаты этой работы опубликованы в журнале Nature.

В качестве объекта исследования специалисты выбрали молекулу монофторида радия. Она интересна тем, что содержит радий, некоторые изотопы которого имеют ядра в форме груши. Эта экзотическая форма способствует усилению взаимодействий, нарушающих фундаментальные законы симметрии. Поэтому такие молекулы могут помочь выявить новые физические явления, которые не укладываются в Стандартную модель. В частности, это относится к процессам, нарушающим симметрию по отношению к обращению времени. Суть этой симметрии заключается в том, что если поменять знак временной переменной в фундаментальных уравнениях физики, то наш мир не должен измениться.

Передовая исследовательская инфраструктура ЦЕРНа позволила ученым осуществить эксперимент с радиоактивными молекулами, «продолжительность жизни» которых составляет всего несколько дней. На установке ISOLDE CRIS ионы монофторида радия сначала разгонялись, а затем превращались в нейтральные молекулы. Далее их с помощью лазеров переводили в возбужденное состояние, снова ионизировали и детектировали.  

«Монофторид радия – это только первая ласточка. Теперь лазерную спектроскопию можно будет проводить на других радиоактивных молекулах, включая даже такие, у которых «продолжительность жизни» составляет несколько десятков миллисекунд. Эти и другие соединения будут востребованы для изучения процессов с нарушенной симметрией и для ряда прикладных исследований», – отметил старший научный сотрудник лаборатории квантовой химии Отделения перспективных разработок НИЦ КИ – ПИЯФ и соавтор статьи в журнале Nature Тимур Исаев. По его словам, новый метод может стать отличным инструментом для обнаружения новой физики и дополнить работы, которые проводятся с этой целью на Большом адронном коллайдере.

Помимо потенциала короткоживущих изотопов для исследований фундаментальной симметрии, их изучение может представлять интерес для астрофизиков. Соединения таких изотопов в изобилии присутствуют в космосе, например, в остатках сверхновых или в газе, образующемся при слиянии нейтронных звезд.

Название изображения

Установка ISOLDE CRIS. Источник: CERN

Справочно: Стандартная модель в настоящее время является наиболее успешной теорией физики элементарных частиц, однако существуют экспериментальные данные, которые не удается объяснить в рамках этой теории. Для их объяснения существует так называемая новая физика или физика, выходящая за пределы Стандартной модели.

cern лазерная спектроскопия ниц курчатовкий институт оптическая спектроскопия пияф радиоактивные молекулы установка isolde cris церн

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.