Existuje významný rozpor medzi teoretickým a pozorovaným množstvom lítia v našom vesmíre. Tento problém je známy ako kozmologický problém lítia a straší kozmológov už desaťročia. Výskumníci teraz zúžili tento rozdiel o približne 10% vďaka novému experimentu o jadrových procesoch zodpovedných za tvorbu lítia. Tento výskum môže ukázať cestu k úplnejšiemu pochopeniu raného vesmíru.
Existuje známe príslovie, že „v teórii je teória a prax jedno a to isté. V praxi to tak nie je.“ Platí to vo všetkých akademických oblastiach, no obzvlášť to platí v kozmológii, štúdiu celého vesmíru, kde sa nie vždy zhoduje to, čo si myslíme, že by sme mali vidieť, a to, čo v skutočnosti vidíme. Je to do značnej miery spôsobené tým, že mnohé kozmologické javy je ťažké študovať kvôli neprístupnosti. Kozmologické javy sú pre nás zvyčajne nedostupné kvôli obrovským vzdialenostiam, alebo sa často vyskytli skôr, ako sa ľudský mozog vôbec vyvinul, aby sa o ne staral – ako v prípade Veľkého tresku.
Docent projektu Seiya Hayakawa a lektor Hidetoshi Yamaguchi z Centra pre jadrový výskum Tokijskej univerzity a ich medzinárodný tím sa obzvlášť zaujímajú o jednu oblasť kozmológie, kde sa teória a pozorovanie výrazne rozchádzajú, a to K.osmologický problém lítia (KLP). Teória predpovedá, že v momentoch po Veľkom tresku, ktorý vytvoril všetku hmotu vo vesmíre, by mal byť obsah lítia asi trikrát väčší, než v skutočnosti pozorujeme.
„Pred 13,7 miliardami rokov, keď sa hmota zlúčila z energie Veľkého tresku, bežné svetelné prvky, ktoré všetci poznáme – vodík, hélium, lítium a berýlium – vznikli v procese, ktorý nazývame Nukleosyntéza veľkého tresku (BBN),“ povedal Hayakawa. „BBN však nie je priamym reťazcom udalostí, v ktorých sa jedna vec mení na druhú. V skutočnosti ide o komplexnú sieť procesov, pri ktorých zmes protónov a neutrónov vytvára atómové jadrá a niektoré z nich sa rozpadajú na iné jadrá. Napríklad obsah jednej formy lítia alebo izotopu – lítium-7 – je hlavne výsledkom výroby a rozpadu berýlia-7. Ale buď to bolo precenené teoreticky, alebo podhodnotené v skutočnosti, alebo kombinácia týchto dvoch faktorov. Toto treba vyriešiť, aby sme skutočne pochopili, čo sa vtedy stalo.“
Lítium-7 je najbežnejší izotop lítia, ktorý predstavuje 92,5 % všetkých pozorovaných izotopov. Hoci akceptované modely BBN predpovedajú relatívne množstvo všetkých prvkov zapojených do BBN s pozoruhodnou presnosťou, očakávané množstvo lítia-7 je asi trikrát väčšie ako skutočne pozorované. To znamená, že v našich vedomostiach o formovaní raného vesmíru existuje medzera. Existuje niekoľko teoretických a pozorovacích prístupov, ktorých cieľom je vyriešiť tento problém, ale Hayakawa a jeho tím modelovali podmienky počas BBN pomocou zväzkov častíc, detektorov a pozorovacej metódy známej ako trójsky kôň.
"Starostlivo sme študovali jednu z reakcií BBN, keď sa berýlium-7 a neutrón rozpadajú na lítium-7 a protón. Získané hladiny lítia-7 boli o niečo nižšie, ako sa očakávalo, asi o 10 %, povedal Hayakawa. - Túto reakciu je veľmi ťažké pozorovať, pretože berýlium-7 a neutróny sú nestabilné. Použili sme teda deuterón, jadro vodíka s dodatočným neutrónom, ako nádobu na prepravu neutrónu do lúča berýlia-7 bez toho, aby sme ho narušili. Ide o jedinečnú techniku vyvinutú talianskou skupinou, s ktorou spolupracujeme, v ktorej je deuterón ako trójsky kôň v gréckom mýte a neutrón je vojak, ktorý sa dostane do nedobytného mesta Trója bez toho, aby vyrušil strážcu ( bez destabilizácie vzorky). Vďaka novému experimentálnemu výsledku môžeme budúcim teoretickým výskumníkom ponúknuť o niečo menej náročnú úlohu pri riešení CLP.“
Prečítajte si tiež:
preklad je nejaká hovadina