Page 18FCEBD2B-4FEB-41E0-A69A-B0D02E5410AERectangle 52 Przejdź do treści

„Przekrój” – poznaj nasze czułe struny!

Ta jesień jest pełna czułości! A już na pewno jest jej pełen jesienny „Przekrój”. W nowym numerze piszemy o tym, jak czułością zmieniać świat, a także o: mądrej edukacji, hologramach, grzybach (też tych, wiadomo których), dojrzałości i Inkach. Zastanawiamy się, czym jest prawda i jak opisać piękno. 196 stron do czytania przez trzy miesiące!

Kup numer na jesień

Jesienny „Przekrój” w nowym formacie jest wygodniejszy do czytania i idealnie mieści się w skrzynce pocztowej. Tylko na stronie Przekroj.pl w niższej cenie. Sprawdź!

Przekrój
Wartość fundamentalnej stałej wyliczona na nowo – donosi
2021-03-19 09:00:00
Big Think
Co tam u alfy?

Nowe wiadomości w sprawie stałej α, zagadkowej liczby, która opisuje siły spajające wszechświat.

Czyta się 2 minuty

Z ogromną dokładnością udało się niedawno oszacować tzw. magiczną liczbę, uznawaną przez wielu – w tym przez słynnego Richarda Feynmana – za jedną z największych zagadek fizyki. Stała struktury subtelnej, oznaczana grecką literą α, charakteryzuje siłę oddziaływań elektromagnetycznych między cząstkami elementarnymi, takimi jak elektrony i protony. Wykorzystywana jest w równaniach dotyczących materii i światła.

Owa wielkość bezwymiarowa, która nie ma żadnej jednostki miary, stanowi klucz do modelu standardowego, czyli jednej z najważniejszych teorii w fizyce. Naukowcy dwuipółkrotnie zwiększyli jej dokładność (uzyskano precyzję pomiaru wynoszącą 81 części na bilion). Dzięki temu wiemy, że α = 1/137,03599920611. Dwóch ostatnich cyfr wciąż nie jesteśmy pewni.

Sławomir Mrożek, Diogenes Verlag AG – rysunek z archiwum, nr 1123/1966 r.
Sławomir Mrożek, Diogenes Verlag AG – rysunek z archiwum, nr 1123/1966 r.

Autorzy tych obliczeń podkreślają, że dokładne ustalenie wartości stałej to przedsięwzięcie niezwykle skomplikowane, a przy tym ważne, gdyż „rozbieżności między przewidywaniami wynikającymi z modelu standardowego a obserwacjami eksperymentalnymi mogą ujawnić nam pewne nieznane dotąd fakty”. Im dokładniej potrafimy określić wartość tej arcyistotnej stałej, tym precyzyjniejsze są nasze przewidywania. Dzięki temu przed naukowcami mogą otworzyć się nowe perspektywy badań – wciąż nie w pełni rozumiemy istotę ciemnej materii, ciemnej energii i różnice między ilością materii a ilością antymaterii.

Stała struktury subtelnej, wprowadzona w 1916 r., opisuje siłę oddziaływań elektromagnetycznych między światłem a cząstkami elementarnymi mającymi ładunek, np. elektronami czy mionami. Precyzyjne obliczenie stałej dostarcza dodatkowego potwierdzenia równań będących podstawą modelu standardowego. Z odkrycia płyną również inne wnioski – poświadczona została teza, że elektron faktycznie jest cząstką elementarną, nie ma bowiem wewnętrznej struktury. Gdyby dało się go rozbić na mniejsze cząstki, zaobserwowalibyśmy oddziaływania ­magnetyczne. Teraz jednak wiemy już na sto procent, że oddziaływania takie nie występują.

Zamów prenumeratę cyfrową

Z ostatniej chwili!

U nas masz trzy bezpłatne artykuły do przeczytania w tym miesiącu. To pierwszy z nich. Może jednak już teraz warto zastanowić się nad naszą niedrogą prenumeratą cyfrową, by mieć pewność, że żaden limit Cię nie zaskoczy?

W wywiadzie udzielonym „Quanta Magazine” noblista Eric Cornell (który nie uczestniczył w nowych pomiarach) zwracał uwagę na pewną interesującą rzecz. W „fizyce materii o niskiej energii – a więc fizyce zajmującej się atomami i cząsteczkami, powiązanej z chemią i biologią – występują pewne powtarzające się proporcje większych obiektów do mniejszych obiektów. Co zdumiewające, proporcje te często są potęgami stałej struktury subtelnej”.

Do przeprowadzenia nowych obliczeń zespół czworga fizyków pod kierownictwem Saïdy Guellati-Khélify z paryskiego Laboratoire Kastler Brossel wykorzystał interferometrię. Zastosowane podejście zakłada pomiary dokonywane za pomocą fal elektromagnetycznych. W tym akurat eksperymencie, aby uzyskać nową, dokładniejszą wartość stałej struktury subtelnej, skierowano wiązkę lasera na atomy rubidu schłodzone do temperatury zaledwie paru stopni powyżej zera absolutnego. Dzięki temu atomy były odrzucane, kiedy przyjmowały lub emitowały fotony. Zmierzono energię kinetyczną tego odrzutu, co pozwoliło ustalić masę atomów. Następnie na tej podstawie wyznaczono masę elektronów. W dalszej kolejności obliczono wartość α, wykorzystując informacje o siłach wiązań w atomie wodoru znanych dzięki spektroskopii.

Tłumaczył Jan Dzierzgowski


Pierwotnie tekst ukazał się w serwisie BigThink.com. Tytuł został dodany przez redakcję „Przekroju”. Artykuł, prezentujący wyniki, opublikowano w czasopiśmie „Nature”.

Data publikacji:

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!