Avem o nouă limită superioară a masei luminii.
Conform măsurătorilor pulsarilor împrăștiați în toată Calea Lactee și a semnalelor radio misterioase din alte galaxii, o particulă de lumină – numită foton – nu poate fi mai grea de 9,52 x 10.-46 Kg.
Este o limită mică, dar descoperirea că lumina are orice masă va avea un impact semnificativ asupra modului în care interpretăm universul din jurul nostru și a înțelegerii noastre a fizicii.
Fotonii sunt de obicei descriși ca particule fără masă. aceste Cantități discrete de energie Ei se repezi prin spațiu-timp cu o viteză constantă, incapabili să accelereze sau să încetinească în vid. Această viteză constantă înseamnă că nu există masă și nu există dovezi contrare.
Cu toate acestea, nu știm sigur că fotonii sunt fără masă.
O masă diferită de zero va avea implicații profunde. Asta ar contrazice relativitatea specială a lui Einstein și Teoria electromagnetică a lui MaxwellAr putea duce la o nouă fizică și ar putea răspunde la unele întrebări uriașe despre univers (deși ridică multe alte întrebări în acest proces).
Dacă un foton are masă, ar trebui să fie foarte mic pentru a avea efecte majore asupra felului în care arăta universul, ceea ce înseamnă că nu avem instrumentele pentru a-l măsura direct.
Dar putem face măsurători indirecte care ne vor oferi o limită superioară a acestei mase ipotetice și exact asta a făcut un grup de astronomi.
O echipă de la Universitatea de Știință și Inginerie Sichuan, Academia Chineză de Științe și Universitatea Nanjing a analizat datele culese de Parkes Pulsar Timing Array și datele despre exploziile radio rapide din mai multe surse pentru a determina cât de masivă este lumina.
Pulsar Timing Array este o serie de antene de radiotelescop pentru observarea stelelor neutronice care transmit fascicule pulsatoare de radiații electromagnetice către pulsari extrem de mici de ordinul milisecundelor. Exploziile radio rapide sunt rafale de lumină extrem de puternice, de origine necunoscută, care sunt detectate în golfuri vaste ale spațiului.
Proprietatea pe care cercetătorii au examinat-o este cunoscută ca Măsurați dispersiaEste una dintre principalele caracteristici ale pulsarilor și ale exploziilor radio rapide. Se referă la cantitatea de fascicul de lumină radio puternic pulsat răspândit de electroni liberi între noi și sursa de lumină.
Dacă fotonii au masă, propagarea lor prin spațiul fără vid populat de plasmă va fi afectată atât de masă, cât și de electronii liberi din plasmă. Acest lucru ar duce la o întârziere proporțională cu masa fotonului.
Matricea de sincronizare a pulsarilor caută întârzieri în sincronizarea pulsarilor unul față de celălalt. Efectele de împrăștiere pot fi reduse, în special în lățimea de bandă ultralargă, permițând cercetătorilor să calculeze cât de multă întârziere ar putea contribui o masă de fotoni virtuali.
Între timp, eliminarea împrăștierii semnalelor de la rafale radio rapide poate dezvălui și o întârziere proporțională cu masa fotonului.
Studiind cu atenție aceste date, echipa a reușit să extragă o limită superioară de 9,52 x 10-46 kilogram (sau energie echivalentă 5,34 x 10-10 Electron volt C-2). Rețineți că acest lucru nu înseamnă că fotonul are masă; Înseamnă doar că avem o nouă limită până la care masa poate scădea, dacă există.
„aceasta este prima dată” Autorii scriu„Interacțiunea dintre o masă fotonică diferită de zero și mediul de plasmă a fost luată în considerare și luată în considerare pe măsură ce fotonul se propagă prin mediul de plasmă.”
Nu este cu mult mai puțin decât măsurarea Lansat în 2023Mai degrabă, este o îmbunătățire. Aceasta înseamnă că oamenii de știință care studiază efectele masei fotonilor virtuali au o gamă mai precisă în care să lucreze.
Studiul mai arată, spun astronomii, nevoia de radiotelescoape de înaltă rezoluție. Este puțin probabil că vom putea cântări un foton în curând, dar obținerea constantă a datelor de înaltă calitate ne va permite să restrângem și mai mult domeniul de măsurare și, odată cu aceasta, efectele sale potențiale asupra universului din jurul nostru.
Cercetarea a fost publicată în Jurnalul de astrofizică.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”