Med teoretično in opazovano količino litija v našem vesolju obstaja veliko odstopanje. Ta težava je znana kot kozmološki problem litija in že desetletja straši kozmologe. Raziskovalci so zdaj zmanjšali to razliko za približno 10 % zahvaljujoč novemu eksperimentu o jedrskih procesih, odgovornih za ustvarjanje litija. Ta raziskava lahko nakaže pot do popolnejšega razumevanja zgodnjega vesolja.
Znan je rek, da sta »v teoriji teorija in praksa eno in isto. V praksi temu ni tako.« To velja za vsa akademska področja, še posebej pa za kozmologijo, preučevanje celotnega vesolja, kjer se tisto, kar mislimo, da bi morali videti, in tisto, kar dejansko vidimo, ne ujemata vedno. To je v veliki meri posledica dejstva, da je številne kozmološke pojave zaradi nedostopnosti težko preučevati. Kozmološki pojavi so nam običajno nedostopni zaradi ogromnih razdalj ali pa so se pogosto zgodili, preden so se človeški možgani sploh razvili, da bi jih zanimali – kot v primeru velikega poka.
Projektna izredna profesorica Seiya Hayakawa in predavatelj Hidetoshi Yamaguchi iz Centra za jedrske raziskave Univerze v Tokiu in njuna mednarodna ekipa sta še posebej zainteresirana za eno področje kozmologije, kjer se teorija in opazovanje močno razlikujeta, namreč Kosmološki problem litija (KLP). Teorija predvideva, da bi morala biti nekaj trenutkov po velikem poku, ki je ustvaril vso snov v vesolju, vsebnost litija približno trikrat večja od tiste, ki jo dejansko opazujemo.
"Pred 13,7 milijardami let, ko se je snov združila iz energije velikega poka, so običajni svetlobni elementi, ki jih vsi poznamo - vodik, helij, litij in berilij - nastali v procesu, ki ga imenujemo Nukleosinteza velikega poka (BBN),« je dejal Hayakawa. »Vendar BBN ni neposredna veriga dogodkov, v kateri se ena stvar spremeni v drugo. Pravzaprav gre za zapleteno mrežo procesov, v katerih mešanica protonov in nevtronov ustvari atomska jedra, nekatera od njih pa razpadejo v druga jedra. Na primer, vsebnost ene od oblik litija ali izotopa - litij-7 - je predvsem posledica proizvodnje in razpada berilija-7. Vendar je bil ali teoretično precenjen ali podcenjen v resnici ali kombinacija teh dveh dejavnikov. To je treba rešiti, da bi zares razumeli, kaj se je takrat zgodilo."
Litij-7 je najpogostejši izotop litija, saj predstavlja 92,5 % vseh opazovanih izotopov. Čeprav sprejeti modeli BBN napovedujejo relativno številčnost vseh elementov, vključenih v BBN, z izjemno natančnostjo, je pričakovana številčnost litija-7 približno trikrat večja od dejansko opažene. To pomeni, da obstaja vrzel v našem znanju o nastanku zgodnjega vesolja. Obstaja več teoretičnih in opazovalnih pristopov, ki želijo rešiti ta problem, vendar sta Hayakawa in njegova ekipa modelirala pogoje med BBN z uporabo žarkov delcev, detektorjev in opazovalne metode, znane kot trojanski konj.
"Skrbno smo proučevali eno od reakcij BBN, ko berilij-7 in nevtron razpadeta na litij-7 in proton. Dobljene ravni litija-7 so bile nekoliko nižje od pričakovanih, približno 10 %, je dejal Hayakawa. - To reakcijo je zelo težko opazovati, ker so berilij-7 in nevtroni nestabilni. Zato smo uporabili devteron, vodikovo jedro z dodatnim nevtronom, kot posodo za prenos nevtronov v žarek berilija-7, ne da bi ga prekinili. To je edinstvena tehnika, ki jo je razvila italijanska skupina, s katero sodelujemo, pri kateri je devteron kot trojanski konj v grškem mitu, nevtron pa vojak, ki se prebije v nepremagljivo mesto Troja, ne da bi motil stražo ( brez destabilizacije vzorca). Zahvaljujoč novemu eksperimentalnemu rezultatu lahko bodočim teoretičnim raziskovalcem ponudimo nekoliko lažjo nalogo pri reševanju CLP."
Preberite tudi:
prevod je ena bedarija