LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

Еще один пример, когда эксперимент опережает теорию


0

0

Период полураспада радиоактивных материалов оказался связан с Солнцем

Синим показаны колебания значения периода полураспада, серым – расстоянии от Земли до Солнца. Изображение авторов исследования.
http://img.lenta.ru/news/2008/08/29/halflife/picture.jpg

Группа американских физиков опубликовала препринт статьи, в которой при помощи статистических методов установила взаимосвязь (корреляцию), между значением периода полураспада некоторых изотопов радия и хлора и расстоянием от Земли до Солнца. Статья доступна здесь.
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0808/0808.3283v1.pdf

Радиоактивным материал делает способность ядер его атомов распадаться, испуская при этом различные элементарные частицы. Время, за которое распадается половина атомов, называется периодом полураспада. Традиционно считается, что это число является постоянным, то есть внешние факторы на это значение не влияют (за исключением сильных магнитных полей для так называемого бета-распада).

В своей работе американские физики использовали результаты двух экспериментов. Первый проходил в 80-х годах прошлого века. Тогда группа ученых из Брукхавенской национальной лаборатории (Brookhaven National Laboratory) проводила вычисление периода полураспада для радиоактивного изотопа кремния 32Si . В то время полагали, что эта величина лежит в пределах от 60 до 700 лет.

Опыт заключался в следующем. Ученые взяли материал с очень большим периодом полураспада, и использовали его в качестве основы для сравнения. В их случае это был изотоп хлора 36Cl с периодом полураспада около 301 тысячи лет. Это было необходимо, чтобы уменьшить влияние случайных эффектов на конечный результат. Затем в течение четырех лет ученые измеряли массу образцов обоих материалов. Проведя математическую обработку данных измерений, ученые получили неожиданный результат: период полураспада 32Si оказался зависим от времени.

Другой эксперимент, использованный в новой работе, проводился немецкой лабораторией Physikalisch-Technische Bundesanstalt. В нем ученые аналогичным образом вычисляли период полураспада изотопа радия 226Ra. Там эксперимент длился 15 лет.

Используя аппарат математической статистики, ученым удалось оценить зависимость (корреляцию) между ежегодными колебаниями расстояния от Земли до Солнца и изменениями значения периода полураспада для указанных изотопов. Вероятность того, что эти две величины не связаны друг с другом, оказалась порядка 10-18.

Никаких общих теорий, объясняющих подобную связь, в настоящее время не существует. Согласно одной из гипотез, на период полураспада оказывают влияние потоки нейтрино, испускаемые Солнцем. Проверкой подобной гипотезы могло бы служить измерение периода полураспада вблизи ядерного реактора, который, испуская нейтрино, играл бы роль Солнца.

http://lenta.ru/news/2008/08/29/halflife/_Printed.htm

★★★★
Ответ на: комментарий от anonymous

> Так там заявляется, что когда Земля ДАЛЬШЕ от Солнца, то распады идут ЧАЩЕ, и наоборот. То есть излучение и потоки нейтрино этот эффект (если он есть, конечно) не объясняют, он получается вопреки им как бы.

Надо ещё сдвиг фаз как-то объяснить. На мой взгляд это важный момент, который заставляет меня особенно сильно сомневаться в том, что эффект связан с Солнцем. Думаю, это всё-таки климатические эффекты.

Кстати,

> Purdue University

отматываем ЛОР на несколько тем вниз и видим:

>Научный совет университета Пердью определился с наказанием физику Рузи Талейархану (Rusi Taleyarkhan), в марте 2008 года уличенному в научной недобросовестности.

Конечно, это может быть просто совпадением.

Jini ★★
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Theodore

> Надо это понимать так, что процесс распада, который не является "цепной реакцией", -- обратим? :)

Надо понимать, что есть ядерная реакция управляемая (как в электростанции) и неуправляемая (как в бомбе). Процесс необратим, - значит идет лавинообразное нарастание реакции, которое невозможно затормозить.

> А вообще да, интересные у вас учебники. Кусок урана, гриш, облучается в куске урана... Какой свежий взгляд на вещи-то...

Очень свежий - 1945 года. Конструкция бомбы "толстяк".

> В атомной бомбе другие процессы: там идёт захват нейтрона, образование составного ядра и его распад, часто с образованием ещё нескольких нейтронов. В статье же рассматривался спонтанный распад, который, как сейчас считается, не инициируется никакими частицами.

Я не ядерщик. Так - погулять вышел. Простой вопрос - а эксперимент насколько чистый был? Ведь на скорость распада много чего влияет. Как исследователи отделяли "спонтанный" распад от "наведенного"? И чем наведенного?

Beria1937
()
Ответ на: комментарий от Beria1937

> Как исследователи отделяли "спонтанный" распад от "наведенного"? И чем наведенного?

Видимо, никак.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от Jini

> Там измерялись отношения частот распада с поправкой на количество распавшихся ядер. Т.е. влияние этого непонятного эффекта на 36Cl меньше, чем на 32Si.

Спасибо, уже понял, перечитав. Там есть графики для всех пар. И на всех сдвиг по фазе.

acheron ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Beria1937

> Надо понимать, что есть ядерная реакция управляемая (как в электростанции) и неуправляемая (как в бомбе). Процесс необратим, - значит идет лавинообразное нарастание реакции, которое невозможно затормозить.

На электростанции и в бомбе ядро захватывает нейтрон и распадается, выделяя нейтроны. "Обратимой" цепная реакция была бы, если бы осколки ядра и нейтроны могли с какой-то вероятностью слипнуться обратно в ядро урана или плутония. Как иначе называть управляемую и неуправляемую реакции -- не знаю, но распад необратим в обоих случаях.

> Ведь на скорость распада много чего влияет.


Что? По-моему, наоборот, распад ни от чего не зависит. Как нам объясняли, ядро с некоторой вероятностью берёт ниоткуда энергию, переходит в возбуждённое состояние, распадается, отдаёт энергию туда, откуда взяло. Закон сохранения энергии выполняется с точностью до принципа неопределённости: ΔE*Δt∾h Чем больше энергия, тем меньше вероятность перехода.
Я знаю только 2 способа ускорить распад, и ни одного затормозить.
1) Облучать материал нейтронами определённой энергиии. Нестабильные атомы захватывают нейтроны, становятся ещё менее стабильными и быстро распадаются. Если при этом выделяются нейтроны (что бывает крайне редко), возможна и цепная реакция. Насколько я знаю, долгоживущие изотопы стронция к цепной реакции неспособны.
2) Теоретически, можно облучать материал гамма-излучением определённой частоты. Если точно подобрать энергию гамма-квантов (а она различается даже для разных химических соединений одного изотопа), они будут переводить ядра в нестабильное состояние, вызывая их распад. Насколько я знаю, реально таких опытов ещё не ставили (по крайней мере, 5 лет назад).

Единственный источник наведённого распада, который приходит в голову: в лабораторию раз в год привозили источник нейтронов, который через год утихал, привозили новый :) И в другую тоже.

> а эксперимент насколько чистый был?


В лабораториях могло стоять что-то ещё, что добавляло сигналов на дозиметр, и активность чего колебалась в течении года. Причём оно давало гораздо больше сигналов возле менее стабильного образца. Возможно. Но маловероятно. На мой взгляд, новый закон природы, ошибка человека или сознательный подлог гораздо вероятнее.

> Как исследователи отделяли "спонтанный" распад от "наведенного"?


По-поему -- никак.

acheron ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Beria1937

> Процесс необратим, - значит идет лавинообразное нарастание реакции, которое невозможно затормозить.

Цепную реакцию невозможно затормозить? Вот Ферми удивился бы... А если графитовые стержни сбросить? :)

Впрочем, ладно. Не буду издеваться. Когда человек тянется к знаниям, это уже хорошо.

Uncle_Theodore ★★
()

Без комментариев относительно физической стороны дела опубликованного текста: Эксперимент в подавляющем числе случаев обгоняет теорию. Ситуаций, когда новое явление гарантировано предсказывалось теоретически, а потом было открыто, исчезающе мало. В лучшем случае до эксперимента существует сто разных теорий из которых выбирается одна после существенной доработки, а под час ничего вообще и нет.

Evgueni ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Theodore

> Цепную реакцию невозможно затормозить? Вот Ферми удивился бы... А если графитовые стержни сбросить? :)

Почитай что произошло с Чернобылем при сбрасывании стержней. Сравни скорость стержней и скорость цепной реакции.

> Впрочем, ладно. Не буду издеваться. Когда человек тянется к знаниям, это уже хорошо.

А если он занимается кривлянием и самоутверждением (при этом на знания плюет) это плохо.

Beria1937
()
Ответ на: комментарий от Evgueni

> Ситуаций, когда новое явление гарантировано предсказывалось теоретически, а потом было открыто, исчезающе мало.

"Гарантированно предсказывалось теоретически" - это оксюморон, особенно применительно к новым явлениям.

> В лучшем случае до эксперимента существует сто разных теорий из которых выбирается одна после существенной доработки, а под час ничего вообще и нет.

Речь идёт про ситуацию, когда теорий не сто, а ровно ноль. Т.е. когда обнаруживается принципиально новое явление, о существовании которого раньше даже не подозревали.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от Evgueni

> Ситуаций, когда новое явление гарантировано предсказывалось теоретически, а потом было открыто, исчезающе мало.

ПСХЭ Д.Минделеева?

anonymous
()
Ответ на: комментарий от anonymous

>Ну, для подтверждения этого тезиса ненужно обращаться ко всяким сомнительным результатам, а обойтись таким классическим примером, как открытие цепного механизма химических реакций.

Изобретение атомной бомбы потому и стало возможным что теорию цепных реакций перенесли с химии на физику ;) К моменту создания атомной бомбы все необходимые параметры были известны (критическая масса, оптимальная форма, плотность, отражающие нейтроны оболочки и тд)

>Тогда всё начиналась с экспериментов, никак не описываемых стандартной химической кинетикой (вплоть до зависимости скорости реакции от размеров сосуда)

Где ты это вычитал? Об этом давно было известно (то же перемешивание применяется чуть ли не с каменного века), просто вменяемые теории появились во второй половине 19-первой половине 20го века

DNA_Seq ★★☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Theodore

>Цепную реакцию невозможно затормозить? Вот Ферми удивился бы... А если графитовые стержни сбросить? :)

Необратимые - это процессы протекающие в одном направлении, например реакция горения (тоже между прочим цепная). Есть и обратимые реакции, тогда основное направление определяется законом масс, короче реакция в среднем идет в сторону образования более редкого вещества

DNA_Seq ★★☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от anonymous

> "Гарантированно предсказывалось теоретически" - это оксюморон, особенно применительно к новым явлениям.

Открытие переносчиков слабого взаимодействия aka W и Z бозонов.

Evgueni ★★★★★
()

Ничего не могу предположить серёзного по даному поводу. Надо тщательно перепроверить этот эксперимент, в изолированных камерах и в космосе на разных расстояниях от Солнца... Если подтвердится тогда уже думать.....

hse
()
Ответ на: комментарий от Beria1937

> Почитай что произошло с Чернобылем при сбрасывании стержней.

Недостаток конструкции реактора. При аварийном сбросе стержней коэффициент размножения на короткое время увеличивался. Что хуже, на 4-ом энергоблоке Чернобыльской АЭС эти стержни просто застряли в активной зоне. Что и вызвало перегрев и тепловой взрыв.

acheron ★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.