การวัดค่าคงที่พื้นฐานด้วยเมทานอล

Pin
Send
Share
Send

กุญแจสำคัญในกระบวนการสร้างแบบจำลองทางดาราศาสตร์โดยที่นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะเข้าใจจักรวาลของเราเป็นความรู้ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับค่าการสร้างแบบจำลองเหล่านี้ โดยทั่วไปดูเหมือนจะเป็นข้อสันนิษฐานที่ดีเนื่องจากแบบจำลองมักสร้างภาพที่แม่นยำที่สุดในจักรวาลของเรา แต่เพื่อให้แน่ใจว่านักดาราศาสตร์ต้องการให้แน่ใจว่าค่าคงที่เหล่านี้ยังไม่แปรผันไปตามอวกาศหรือเวลา อย่างไรก็ตามการทำให้แน่ใจว่าเป็นความท้าทายที่ยาก โชคดีที่กระดาษล่าสุดได้แนะนำว่าเราอาจสำรวจมวลพื้นฐานของโปรตอนและอิเล็กตรอน (หรืออย่างน้อยก็อัตราส่วน) โดยดูที่โมเลกุลที่ค่อนข้างธรรมดาของเมทานอล

รายงานใหม่จะขึ้นอยู่กับสเปกตรัมที่ซับซ้อนของโมเลกุลมีเธน ในอะตอมแบบง่ายโฟตอนเกิดจากการเปลี่ยนระหว่างอะตอมของวงโคจรเนื่องจากไม่มีวิธีอื่นในการเก็บและแปลพลังงาน แต่ด้วยโมเลกุลพันธะเคมีระหว่างอะตอมองค์ประกอบสามารถเก็บพลังงานในโหมดการสั่นสะเทือนได้ในลักษณะเดียวกับที่มวลที่เชื่อมต่อกับสปริงสามารถสั่นสะเทือนได้ นอกจากนี้โมเลกุลยังขาดสมมาตรในแนวรัศมีและสามารถเก็บพลังงานได้ด้วยการหมุน ด้วยเหตุนี้สเปกตรัมของดาวที่เย็นจึงแสดงให้เห็นถึงการดูดซับมากกว่าดาวฤกษ์ที่ร้อนเนื่องจากอุณหภูมิที่เย็นกว่าทำให้โมเลกุลเริ่มก่อตัว

คุณลักษณะสเปกตรัมหลายอย่างเหล่านี้มีอยู่ในส่วนคลื่นไมโครเวฟของสเปกตรัมและบางส่วนก็ขึ้นอยู่กับผลกระทบเชิงกลของควอนตัมซึ่งขึ้นอยู่กับมวลของโปรตอนและอิเล็กตรอนที่แม่นยำ หากมวลเหล่านั้นเปลี่ยนไปตำแหน่งของเส้นสเปกตรัมบางเส้นก็จะเปลี่ยนเช่นกัน โดยการเปรียบเทียบการแปรผันเหล่านี้กับตำแหน่งที่คาดหวังนักดาราศาสตร์สามารถได้รับข้อมูลเชิงลึกที่มีค่ากับค่าพื้นฐานที่อาจเปลี่ยนแปลง

ปัญหาหลักคือเมธานอล (CH)3OH) หายากเนื่องจากจักรวาลของเรามีไฮโดรเจนและฮีเลียม 98% 2% สุดท้ายประกอบด้วยองค์ประกอบอื่น ๆ (ที่มีออกซิเจนและคาร์บอนเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด) ดังนั้นเมทานอลจึงประกอบด้วยองค์ประกอบที่พบมากที่สุดสามในสี่ แต่พวกเขาต้องหากันและกันเพื่อสร้างโมเลกุลที่เป็นปัญหา ยิ่งไปกว่านั้นจะต้องมีอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ร้อนเกินไปและโมเลกุลจะแตกสลาย หนาวเกินไปและมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการปล่อยให้เราตรวจจับได้ เนื่องจากความหายากของโมเลกุลที่มีเงื่อนไขเหล่านี้คุณอาจคาดหวังว่าการค้นพบมันมากพอโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกาแลคซีหรือจักรวาลน่าจะท้าทาย

โชคดีที่เมทานอลเป็นหนึ่งในไม่กี่โมเลกุลที่มีแนวโน้มที่จะสร้างต้นแบบทางดาราศาสตร์ Masers นั้นเทียบเท่ากับเลเซอร์ของเลเซอร์ซึ่งแสงที่ป้อนเข้ามาขนาดเล็กสามารถทำให้เกิดเอฟเฟกต์แบบต่อเนื่องซึ่งทำให้โมเลกุลที่มันกระทบกันนั้นจะเปล่งแสงตามความถี่ที่กำหนด สิ่งนี้สามารถเพิ่มความสว่างของเมฆที่มีเมทานอลได้อย่างมากซึ่งเป็นการเพิ่มระยะทางที่สามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดาย

จากการศึกษาเมธานอลของเมทานอลในทางช้างเผือกโดยใช้เทคนิคนี้ผู้เขียนพบว่าหากสัดส่วนของมวลของอิเล็กตรอนต่อจำนวนโปรตอนมีการเปลี่ยนแปลงก็จะทำได้น้อยกว่าสามส่วนในหนึ่งร้อยล้าน การศึกษาที่คล้ายกันได้ดำเนินการโดยใช้แอมโมเนียเป็นโมเลกุลติดตาม (ซึ่งสามารถสร้างต้นแบบ) และได้ข้อสรุปที่คล้ายกัน

Pin
Send
Share
Send