نور چقدر عمر می‌کند؟

به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشكی باشگاه خبرنگاران جوان،  اگر فوتون‌ها از بین بروند ذراتی منتشر می‌کنند که سریعتر از نور حرکت می‌کنند. بسیاری از ذرات در طبیعت طی زمان دچار واپاشی می‌شوند. برای مثال اتم‌های رادیواکتیو بی ثبات هستند و در نهایت به ذرات کوچکتر شکسته می‌شوند و در این میان انرژی آزاد می‌کنند.

دانشمندان به طور کلی تصور می‌کنند که فوتون‌ها شکسته نمی‌شوند، چرا که تصور می‌شود آن‌ها فاقد هرگونه جرمی هستند که براساس آن دچار واپاشی شوند. اگرچه تمام اندازه گیری فوتون‌ها درحال حاضر نشان می‌دهد که آن‌ها جرم ندارند، اما جرم آن‌ها به قدری کم است که ابزار‌های کنونی اندازه گیری توانایی سنجش آن را ندارند.

جولین هیک یک فیزیک دان بیان کرد: این ذرات موجب چندین اکتشاف در علم شده اند، اما ویژگی‌های آن‌ها هنوز به صورت یک معما باقی مانده است. حد بالای کنونی جرم فوتون‌ها کمتر از دو میلیاردم یک میلیارم یک میلیاردم یک میلیاردم یک میلیاردم یک کیلوگرم است. این طول عمر فوق‌العاده طولانی تنها یک میانگین است. به گفته دانشمندان، امکان تجزیه برخی ذرات فوتون، هرچند تعداد بسیار کمی از آن‌ها وجود دارد. جهان در حال حاضر حدود ۱۳.۸ میلیارد سال داشته و پروژه‌های علمی مانند ماموریت پلانک با هدف اندازه‌گیری درخشش پس از بیگ بنگ می‌توانند به طور بالقوه نشانه‌هایی از چنین تجزیه‌ای را کشف کنند.

بیشتر بخوانید:ماموریت‌های فضایی در کش و قوس خطر سرایت ویروس کرونا به فضا

محاسبات هیک نشان می‌دهد که براساس مدل استاندارد فیزیک که محدوده تمام ذرات فیزیک تابع آن است، فوتون‌ها در طیف مرئی دست کم یک کوینتیلیون عمر می‌کنند. دوره عمر طولانی چشمگیری که هک محاسبه کرده یک عمر متوسط است. وی در این رابطه گفت: این احتمال وجود دارد که تعداد معدودی از فوتون‌ها دچار واپاشی شده باشند. پروژه‌های علمی، چون مأموریت پلانک با هدف اندازه گیری پستاب بیگ بنگ به صورت بالقوه از توانایی تشخیص علائم چنین واپاشی‌هایی برخوردار است.

اگر فوتون‌ها بشکنند، نتیجه چنین واپاشی‌هایی به وجود آمدن ذرات سبکتر خواهد بود، ذراتی که می‌توانند حتی سریع‌تر از فوتون‌ها حرکت کنند. با فرض این که فوتون‌ها دارای جرم است، تنها یک ذره از مدل استاندارد فیزیک ذرات است که می‌تواند سبکتر از فوتون‌ها باشد و آن نوترینو‌ها هستند.

نوترینو‌ها ذرات شبح‌واری هستند که به ندرت با ماده عادی تعامل دارند. سبکترین نوترینو‌ها که سبکتر از نور هستند در حقیقت سریعتر از فوتون‌ها حرکت می‌کنند. ایده حرکت سریعتر نوترینو‌ها نسبت به فوتون‌ها نقض نظریه نسبیت انیشتین است که اظهار می‌دارد هیچ چیز نمی‌تواند سریعتر از نور حرکت کند. اگرچه این فرضیه براساس این ایده است که فوتون‌ها دارای جرم نیستند. نظریه نسبیت انیشتین صرفا اظهار می‌دارد که هیج ذره‌ای نمی‌تواند سریعتر از یک ذره بدون جرم حرکت کند.

انتهای پیام/