นาฬิกานิวเคลียร์เรือนแรกจะทดสอบว่าค่าคงที่พื้นฐานเปลี่ยนแปลงหรือไม่

• ฟิสิกส์นิวเคลียร์

  • นาฬิกานิวเคลียร์เรือนแรกจะใช้ทดสอบว่าค่าคงที่พื้นฐานมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่
  • การค้นพบการเปลี่ยนสถานะของนิวเคลียสทอเรียม-229 ที่ควบคุมด้วยเลเซอร์ได้ มอบเครื่องมือให้นักฟิสิกส์ใช้สำรวจแรงที่ยึดโยงเอกภพไว้

• บทนำ

  • ในเดือนพฤษภาคม 2024 Chuankun Zhang นักศึกษาปริญญาโทของสถาบัน JILA ได้ค้นพบสัญญาณที่นักฟิสิกส์ตามหามานาน 50 ปี
  • เขาจับสัญญาณที่แสดงว่านิวเคลียสของทอเรียม-229 สลับระหว่างสองสถานะได้ และยืนยันการเปลี่ยนสถานะของ 'นาฬิกานิวเคลียร์'
  • การวัดนี้เป็นผลลัพธ์ชิ้นที่สามที่ประกาศต่อจากงานในเยอรมนีและแคลิฟอร์เนีย และมีความแม่นยำกว่างานก่อนหน้าหลายล้านเท่า

• ปาฏิหาริย์ของธรรมชาติ

  • ในปี 1976 มีการค้นพบความพิเศษของไอโซโทปทอเรียม-229 ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการวิจัยอาวุธนิวเคลียร์ในยุคสงครามเย็น
  • อิเล็กตรอนสามารถดูดซับพลังงานจากภายนอกจนเข้าสู่สถานะกระตุ้น แล้วกลับลงสู่สถานะพื้นได้อีกครั้ง
  • แนวคิดเรื่องเวลาสมัยใหม่ถูกนิยามผ่านกระบวนการนี้

• การวัดค่าคงที่

  • การเปลี่ยนสถานะของนิวเคลียสทอเรียม-229 อยู่ในช่วงพลังงานที่สามารถกระตุ้นได้ด้วยเลเซอร์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน
  • การใช้การเปลี่ยนสถานะนี้ทำให้สามารถสังเกตได้ว่าค่าคงที่พื้นฐานของฟิสิกส์เปลี่ยนไปตามเวลาหรือไม่
  • นักฟิสิกส์ทฤษฎีระบุว่าการเปลี่ยนสถานะนี้สามารถใช้ทดสอบได้ว่ากฎของธรรมชาติกำลังเปลี่ยนแปลงหรือไม่

• การแข่งขันเริ่มต้น

  • หลายทีมวิจัยกำลังแข่งขันกันเพื่อสร้างนาฬิกานิวเคลียร์เรือนแรก
  • การหาให้พบว่าพลังงานเลเซอร์ที่ถูกต้องคือเท่าใดเป็นโจทย์สำคัญที่สุด
  • ความก้าวหน้าจาก CERN ทำให้งานวิจัยเดินหน้าเร็วขึ้น

• ผลลัพธ์และแนวโน้ม

  • หลายทีมวิจัยประสบความสำเร็จเกือบพร้อมกันในการกระตุ้นการเปลี่ยนสถานะของทอเรียม-229 ด้วยเลเซอร์
  • ผลลัพธ์นี้จะเป็นการวัดที่แม่นยำที่สุดในช่วงหลายปีข้างหน้า
  • ตอนนี้เราสามารถใช้เครื่องมือนี้เพื่อศึกษาค่าคงที่พื้นฐานได้แล้ว

สรุปโดย GN⁺

• บทความนี้กล่าวถึงกระบวนการสร้างนาฬิกานิวเคลียร์ผ่านการเปลี่ยนสถานะของนิวเคลียสทอเรียม-229
• นาฬิกานิวเคลียร์เป็นเครื่องมือสำคัญที่สามารถใช้ทดสอบได้ว่าค่าคงที่พื้นฐานของฟิสิกส์เปลี่ยนไปตามเวลาหรือไม่
• งานวิจัยนี้ทำให้สามารถวัดได้อย่างแม่นยำกว่านาฬิกาอะตอมแบบเดิมมาก
• ในอนาคตจะสามารถใช้เครื่องมือนี้เพื่อศึกษาว่ากฎของธรรมชาติกำลังเปลี่ยนแปลงหรือไม่
• โครงการที่มีหน้าที่คล้ายกันคือการวิจัยนาฬิกาอะตอมแบบเดิม