هناك تناقض كبير بين الكمية النظرية والملاحظة من الليثيوم في كوننا. تُعرف هذه المشكلة باسم مشكلة الليثيوم الكونية وطارد علماء الكونيات لعقود. قام الباحثون الآن بتضييق هذا التناقض بنحو 10٪ بفضل تجربة جديدة على العمليات النووية المسؤولة عن إنتاج الليثيوم. قد يشير هذا البحث إلى الطريق إلى فهم أكثر اكتمالاً للكون المبكر.
هناك قول مأثور مفاده أن "النظرية والتطبيق هما نفس الشيء. في الواقع، ليست هذه هي القضية." هذا صحيح في جميع المجالات الأكاديمية ، ولكنه صحيح بشكل خاص في علم الكونيات ، ودراسة الكون بأسره ، حيث لا يتطابق دائمًا ما نعتقد أنه يجب أن نراه وما نراه بالفعل. هذا يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أن العديد من الظواهر الكونية يصعب دراستها بسبب عدم إمكانية الوصول إليها. عادة ما يتعذر الوصول إلى الظواهر الكونية بسبب المسافات الشاسعة التي ينطوي عليها الأمر ، أو غالبًا ما تحدث قبل أن يتطور الدماغ البشري حتى يهتم بها في المقام الأول - كما في حالة الانفجار العظيم.
يهتم الأستاذ المساعد في المشروع Seiya Hayakawa والمحاضر Hidetoshi Yamaguchi من مركز البحوث النووية بجامعة طوكيو وفريقهما الدولي بشكل خاص بمجال واحد من علم الكونيات حيث تتباين النظرية والملاحظة بشدة ، وهما Kمشكلة الليثيوم التناضحية (KLP). تتنبأ النظرية أنه بعد لحظات من الانفجار العظيم ، الذي خلق كل المادة في الكون ، يجب أن يكون محتوى الليثيوم أكبر بثلاث مرات مما نلاحظه بالفعل.
"منذ 13,7 مليار سنة ، عندما اندمجت المادة من طاقة الانفجار العظيم ، تشكلت عناصر الضوء الشائعة التي نعرفها جميعًا - الهيدروجين والهيليوم والليثيوم والبريليوم - في عملية نسميها التركيب النووي Big Bang قال هاياكاوا. ومع ذلك ، فإن BBN ليس سلسلة مباشرة من الأحداث التي يتحول فيها شيء إلى آخر. في الواقع ، إنها شبكة معقدة من العمليات التي ينتج فيها مزيج من البروتونات والنيوترونات نوى ذرية ، وبعضها يتحلل إلى نوى أخرى. على سبيل المثال ، محتوى أحد أشكال الليثيوم أو النظائر المشعة - الليثيوم 7 - ناتج أساسًا عن إنتاج وانحلال البريليوم -7. ولكن تم المبالغة في تقديرها من الناحية النظرية ، أو التقليل من شأنها في الواقع ، أو مزيج من هذين العاملين. يجب حل هذا الأمر لفهم ما حدث حقًا ".
الليثيوم -7 هو أكثر نظائر الليثيوم شيوعًا ، حيث يمثل 92,5٪ من جميع النظائر المرصودة. ومع ذلك ، على الرغم من أن نماذج BBN المقبولة تتنبأ بالوفرة النسبية لجميع العناصر المتضمنة في BBN بدقة ملحوظة ، فإن الوفرة المتوقعة من الليثيوم -7 أكبر بثلاث مرات من تلك الملاحظة بالفعل. هذا يعني أن هناك فجوة في معرفتنا بتكوين الكون المبكر. هناك العديد من المناهج النظرية والرصدية التي تهدف إلى حل هذه المشكلة ، لكن Hayakawa وفريقه قاموا بنمذجة الظروف خلال BBN باستخدام حزم الجسيمات ، وأجهزة الكشف ، وطريقة المراقبة المعروفة باسم حصان طروادة.
"لقد درسنا بعناية أحد تفاعلات BBN ، عندما يتحلل البريليوم 7 والنيوترون إلى الليثيوم 7 والبروتون. وقال هاياكاوا إن مستويات الليثيوم 7 التي تم الحصول عليها كانت أقل بقليل من المتوقع بنحو 10٪. - من الصعب للغاية ملاحظة هذا التفاعل ، لأن البريليوم 7 والنيوترونات غير مستقرة. لذلك استخدمنا الديوترون ، نواة الهيدروجين مع نيوترون إضافي ، كوعاء لنقل النيوترون إلى حزمة البريليوم 7 دون تعطيله. هذه تقنية فريدة من نوعها طورتها مجموعة إيطالية نتعاون معها ، حيث يشبه الديوترون حصان طروادة في الأسطورة اليونانية ، والنيوترون هو جندي يشق طريقه إلى مدينة طروادة الحصينة دون إزعاج الحارس ( دون زعزعة استقرار العينة). بفضل النتيجة التجريبية الجديدة ، يمكننا أن نقدم للباحثين النظريين في المستقبل مهمة أقل صعوبة قليلاً عند محاولة حل CLP ".
اقرأ أيضا:
الترجمة هراء