יש סתירה משמעותית בין הכמות התיאורטית והנצפית של ליתיום ביקום שלנו. בעיה זו ידועה בשם הבעיה הקוסמולוגית של הליתיום ורודף קוסמולוגים במשך עשרות שנים. החוקרים צמצמו כעת את הפער הזה בכ-10% הודות לניסוי חדש בתהליכים הגרעיניים האחראים ליצירת ליתיום. מחקר זה עשוי להצביע על הדרך להבנה מלאה יותר של היקום המוקדם.
יש משפט ידוע ש"בתיאוריה, תיאוריה ופרקטיקה הם אותו דבר. בפועל זה לא המצב". זה נכון בכל התחומים האקדמיים, אבל זה נכון במיוחד בקוסמולוגיה, חקר היקום כולו, שם מה שאנחנו חושבים שאנחנו צריכים לראות ומה שאנחנו רואים בפועל לא תמיד תואמים. זה נובע בעיקר מהעובדה שהרבה תופעות קוסמולוגיות קשות למחקר בגלל חוסר נגישות. תופעות קוסמולוגיות בדרך כלל אינן נגישות עבורנו בשל המרחקים העצומים הכרוכים בכך, או שהתרחשו לעתים קרובות לפני שהמוח האנושי התפתח לדאוג להן מלכתחילה - כמו במקרה של המפץ הגדול.
פרופסור חבר בפרויקט Seiya Hayakawa והמרצה Hidetoshi Yamaguchi מהמרכז למחקר גרעיני של אוניברסיטת טוקיו והצוות הבינלאומי שלהם מתעניינים במיוחד בתחום אחד של הקוסמולוגיה שבו תיאוריה ותצפית מתפצלים מאוד, כלומר K.בעיה אוסמולוגית של ליתיום (קל"פ). התיאוריה חוזה שרגעים לאחר המפץ הגדול, שיצר את כל החומר בקוסמוס, תכולת הליתיום צריכה להיות גדולה בערך פי שלושה ממה שאנו רואים בפועל.
"לפני 13,7 מיליארד שנים, כאשר החומר התלכד מהאנרגיה של המפץ הגדול, היסודות הקלים הנפוצים שכולנו מכירים - מימן, הליום, ליתיום ובריליום - נוצרו בתהליך שאנו קוראים לו. נוקלאוסינתזה של המפץ הגדול (BBN)", אמר הייאקווה. "עם זאת, BBN אינה שרשרת ישירה של אירועים שבה דבר אחד הופך לאחר. למעשה, זוהי רשת מורכבת של תהליכים שבה תערובת של פרוטונים וניוטרונים יוצרת גרעינים אטומיים, וחלקם מתפרקים לגרעינים אחרים. לדוגמה, התוכן של צורה אחת של ליתיום או איזוטופ - ליתיום-7 - הוא בעיקר תוצאה של ייצור וריקבון של בריליום-7. אבל זה זכה להערכת יתר תיאורטית, או לזלזל במציאות, או שילוב של שני הגורמים הללו. זה צריך להיפתר כדי להבין באמת מה קרה אז".
ליתיום-7 הוא איזוטופ הליתיום הנפוץ ביותר, המהווה 92,5% מכלל האיזוטופים שנצפו. עם זאת, למרות שמודלים מקובלים של BBN מנבאים את השפע היחסי של כל האלמנטים המעורבים ב-BBN בדיוק מדהים, השפע הצפוי של ליתיום-7 גדול בערך פי שלושה מזה שנצפה בפועל. המשמעות היא שיש פער בידע שלנו על היווצרות היקום המוקדם. ישנן מספר גישות תיאורטיות ותצפיתיות שמטרתן לפתור בעיה זו, אך הייאקווה וצוותו דגלו את התנאים במהלך ה-BBN באמצעות אלומות חלקיקים, גלאים ושיטת תצפית הידועה בשם סוס טרויאני.
"למדנו בקפידה את אחת מתגובות ה-BBN, כאשר בריליום-7 ונויטרונים מתפרקים לליתיום-7 ולפרוטון. רמות הליתיום-7 שהתקבלו היו מעט נמוכות מהצפוי, כ-10%, אמר Hayakawa. - קשה מאוד לצפות בתגובה זו, כי בריליום-7 והנייטרונים אינם יציבים. אז השתמשנו בדאוטרון, גרעין מימן עם נויטרון נוסף, ככלי כדי להעביר את הנייטרון אל קרן הבריליום-7 מבלי לשבש אותה. זוהי טכניקה ייחודית שפותחה על ידי קבוצה איטלקית איתה אנו משתפים פעולה, שבה הדויטרון הוא כמו הסוס הטרויאני במיתוס היווני, והנייטרון הוא חייל שעושה את דרכו לעיר הבלתי חדירה של טרויה מבלי להפריע לשומר ( מבלי לערער את יציבות המדגם). הודות לתוצאה הניסויית החדשה, אנו יכולים להציע לחוקרים תיאורטיים עתידיים משימה קצת פחות קשה בניסיון לפתור CLP."
קרא גם:
התרגום קצת שטויות