Fizikusok tükörrészecskék létezését feltételezik, megmagyarázandó a kísérleti megfigyelésekben mutatkozó rejtélyes neutron veszteséget. A tüköranyag létét már több tudományos összefüggés is felveti egy ideje, ideértve a sötét anyag utáni kutatásokat.
Zurab Berezhiani és Fabrizio Nesti, az olasz l’Aquila Egyetem elméleti fizikusai újraelemezték azokat a kísérleti adatokat, amiket a francia Laue-Langevin Intézet Anatolij Szerebrov professzor által vezetett csapata nyert ki rendkívül alacsony hőmérsékleteken elvégzett kutatásukból, melyben egy “neutron vesztésként” ismert jelenség következett be. A kísérletben a francia csoport rövid időszakokra elvesztette a szubatomi részecskék nyomát. Az adatok tanúsága szerint a nagyon lassú szabad neutronok veszteségi aránya a rájuk ható mágneses mező irányától és erejétől függ, egy olyan anomáliát teremtve, ami nem magyarázható az ismert fizikával.
Berezhiani szerint egy tükörrészecskékből álló, egyfajta párhuzamos világ megmagyarázná a neutronok “elvesztését”, majd visszatérésér, mivel minden neutronnak meglehet a képessége, hogy átugorjon saját láthatatlan tükörpárjába és vissza, a két világ között oszcillálva. A magyarázat felettébb elrugaszkodott, azonban nem zárható ki, sőt egy ilyen átmenet bekövetkezésének a valószínűsége elméletileg érzékeny a mágneses mezők jelenlétére, ezáltal kísérletileg észlelhető. Ez a neutron-tükörneutron oszcilláció egy néhány másodperces időskálán kialakulhat, állítja a tanulmány, hozzátéve, hogy a neutronok ilyen gyors – jóval gyorsabb mint a tízperces neutron bomlásból adódó eltűnésének lehetősége, bár meglepő, nem zárható ki a jelenlegi kísérleti és asztrofizikai korlátokkal.
Alapvetően, ha a Földet egy megközelítőleg 0,1 Gauss fluxussűrűségű “tükör” mágneses mező venné körül, az képes lenne elősegíteni a neutronok oszcillációját a két világ között úgy, ahogy Szerebrov kutatócsoportja észlelte. Elméletileg a Föld felépíthet egy ilyen tükör mágneses mezőt foglyul ejtve a galaxisban lebegő tüköranyagot, amik a rejtélyes sötét anyagot is alkothatják.
Mindez egy rendkívül körmönfont magyarázat egy olyan problémára, ami akár egészen hétköznapi is lehet, azonban egy párhuzamos világokat, a tükörrészecskéket és a sötét anyagot összevonó hipotézist érdemes alaposabban megvizsgálni.
A neutronról
A neutron az atommag egyik összetevője, ezért a protonnal együtt nukleonnak nevezzük. Jele: n. A neve a latin neutral (semleges) szóból ered amihez egy görög -on végződést kapcsoltak. 1930-ban Walther Bothe és H. Becker (Németország) azt találták, hogy ha nagy energiájú alfa-részecskékkel bizonyos könnyű elemeket (berillium, bór, lítium) bombáznak, akkor egy rendkívüli áthatolóképességű sugárzás keletkezik. Először ezt röntgen-sugárzásnak gondolták, bár annál is nagyobb volt az áthatolóképessége, és az eredményeket nagyon nehéz volt ily módon értelmezni.
A következő eredményt 1932-ben Irène Joliot-Curie és Frédéric Joliot-Curie publikálták. Ha a kijövő sugárzást paraffinra, vagy más hidrogéntartalmú anyagra bocsátották, akkor abból nagy energiájú protonok lökődtek ki. Ezt még nehezebb volt röntgen-sugárzással magyarázni. A neutront végül James Chadwick fedezte fel, aki ezért Nobel-díjat kapott. Sokféle kísérletet végzett arra, hogy kizárja a röntgensugárzási elméletet. Azt feltételezte, hogy egy protonnal nagyjából egyező tömegű semleges részecske lökődik ki. Ezt a feltételezését több kísérlet elvégzésével igazolta is. A részecskét semleges volta miatt nevezték el neutronnak.
Az atommagon kívüli, szabad neutron nem stabil, átlagos élettartama 885,7±0,8 s (majd 15 perc). Elbomlik protonra, elektronra és anti-elektronneutrínóra. Bomlását a gyenge kölcsönhatás okozza. Sokféle atommag képes elnyelni (abszorbeálni) neutront, mivel semlegessége miatt az atommag nem taszítja el magától, ezért képes a belsejébe hatolni. A keletkező izotópok gyakran radioaktívak. A különféle neutronszám miatt a periódusos rendszer 108 eleme több, mint 5000 izotópot hoz létre, nagy részük rövid élettartamú.
A neutron semlegességének következménye, hogy könnyen áthatol a legtöbb anyagon, mivel elektromágneses kölcsönhatást nem létesít az anyaggal. Ezért a neutronsugárzás árnyékolására nem alkalmas a radioaktív alfa-, béta- és gamma- (ill. röntgen-) sugarakat hatékonyan elnyelő ólomlemez, még vastagon sem.
Az atomerőművekben működés közben sok neutront nyel el (a 235-ös urán hasadásakor keletkező) sokféle xenonizotóp közül a 135-ös tömegszámú, melynek már 3 000 000 barn a hatáskeresztmetszete. Ezt reaktorméregnek is nevezik, keletkezése elkerülhetetlen, és a reaktorfizikában igen nagy jelentőségű xenonlengés-t okozza (sok más mellett ennek, az akkor már rég ismert effektusnak a figyelembe nem vétele is szerepet játszott a csernobili katasztrófában).
Egy atommagban a Pauli-elv szerint nem lehet se túl kevés, se túl sok neutron adott mennyiségű proton mellett. Ez a magyarázata, hogy a több mint 5000 izotóp nagy része instabil, spontán elbomlik. Viszont extrém körülmények között sok neutron is összeállhat, ez a neutroncsillag. De ez, bár a tömegsűrűsége hasonló az atommagokéhoz, mégsem tekinthető egy óriás atommagnak, amelyik csak neutronokból áll, mivel az atommagokban a nukleonokat a magerő tartja egyben, a neutroncsillagban viszont a gravitáció.
sg.hu/richpoi.com
CHARON INSTITUTE 