На математичних константах з давніх-давен ґрунтувалися обчислення. Та наскільки вони стабільні? Щоби це вияснити науковці здійснили експеримент за допомогою суперточних атомних годинників. Експеримент тривав 7 років.
Порівняння показників атомних годинників на цезії та на ітербії підтвердили сталість фундаментальних констант, зокрема співвідношення мас протона й електрона.
Навіть дивлячись на нічне зоряне небо здається, що у Всесвіті панує спокій і постійність, але насправді він зараз як і раніше – динамічний. Наші очі цього не побачать, однак космос розширюється з великою швидкістю, й вона щоразу лише збільшується.
З огляду на цю ситуацію багато фізиків задумувалися над запитанням, чи фізичні константи, які нам відомі, завжди залишаються власне константами. Можливо, вони змінюються з плином часу?
Науковці з фізико-технічного федерального управління у Брауншвейгу (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) з цих міркувань точніше проаналізували важливу фізичну константу – співвідношення маси протона до маси електрона.
Позитивно заряджений протон майже у 1836 разів важчий, ніж негативно заряджений електрон. Це значення відіграє важливу роль у фізиці елементарних частинок й атомів.
Упродовж семи років учені з PTB здійснювали експеримент, який дав змогу перевірити, чи співвідношення мас протона й електрона може поступово змінюватися. Для цього дослідники використали надточну вимірювальну техніку.
Фізики задіяли два типи суперточних атомних годинників: один з них функціонує в оптичному діапазоні, інший – у мікрохвильовому. Пристрій, що вимірює час оптичного годинника, працює на одному іоні ітербію і залежить від маси електрона, мікрохвильовий годинник на цезії натомість залежить від маси протона.
В результаті навіть після 7 років науковці з Брауншвайгера не знайшли жодних відхилень між обома годинниками, що працювали паралельно одне з одним. Співвідношення між масою протонів та електронів не змінилося зовсім.
Разом з тим кожне вимірювання мало встановлену точність вимірювання. У процесі експерименту з обома годинниками відносна похибка становила менше 10-16 за рік. Якщо перенести це на вік нашої Сонячної системи, тоді співвідношення мас упродовж 5 млрд років змінилося максимум на одну мільйонну частину. Отже, завдяки експерименту довели, що фізичним константам справді властиві надзвичайна стабільність.
Зреферувала Соломія КРИВЕНКО
Джерело: http://www.welt.de.
26.11.2014