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常量和单位

常量和单位

可以通过缩小晶体来揭示改变基本常数

07 May 2019
晶体
晶体生长:通过测量结晶材料尺寸的变化,可以揭示一些基本常数的变化。 (礼貌:iStock / Henvry)

可以通过非常小心地监测晶体中的原子之间的距离来检测一些基本物理常数的可能变化。这是一个国际物理学家团队在内的新理论研究的结论 LukášPašteka. 斯洛伐克的Comenius大学。如果在实验室中实现,寻找晶体材料大小的微小变化的实验可以指向粒子物理标准模型的延伸。

虽然粒子物理学的标准模型在描述基本粒子和它们的互动时都非常成功,但我们知道该模型不会涂上完整的自然画面 - 例如,它没有描述中微子质量和暗物质。因此,物理学家非常热衷于找到模型不适用的地方的进一步实例,这可以提供关于如何扩展标准模型的重要指导。

一个探索途径是标准模型承担的量的可能变化,以成为自然基本常数,因此在空间和时间内不变。这些包括细结构常数 - 这是电磁相互作用强度的测量 - 以及质子和电子的质量的比例。

调整材料

过去的搜索变化包括寻找远处天文对象的原子和分子光谱的变化以及高精度原子钟的计时中的变化。然而,到目前为止,所有尝试都没有成功 - 至少在其测量准确性内。未经策划,正在计划新一代实验,Pašteka的团队认为,固态材料的尺寸的系统测量应该加入等级。

该团队计算了某些固态材料和硅藻分子如何响应细结构恒定和质子 - 电子质量比的假设变化。他们估计,细结构常数的分数增加10-17/年(目前的实验上限对其时间变化)会导致金杆收缩10倍-18/年,锗水晶会增长10倍-21/年。

Pašteka及其同事还争辩说,通过使用先进的光学腔和谐振 - 质量检测技术监测晶体多年来,可以测量这些微小的变化。团队提出的另一种可能性是使用像Ligo和Virgo干涉仪的设置 - 公正级实验,通过测量小于10的长度的分数变化来检测引力波-22。随着一些修改,Pašteka的团队认为这些文书可用于寻找基本常数的变化。

物理学家现在希望通过识别具有更高灵敏度系数的材料进一步提高其方法的前景。

研究描述了 物理评论信.

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