Prevela i uredila: Barbara Arbanas Kovačević

io9.com

Sunce mijenja navodno stalne stope raspadanja radioaktivnih elemenata, a mi nemamo pojma zašto. Ali potpuno nepoznate čestice bi se mogle nalaziti u pozadini toga. Kao dodatak, ovo otkriće bi nam moglo pomoći da predvidimo smrtonosne solarne baklje.

Riječ je o jednom o osnovnih koncepata u kemiji: Radioaktivni se elementi raspadaju stalnom stopom. Da tome nije tako, datiranje ugljikom-14 ne bi nam govorilo ništa pouzdano o starosti arheoloških materijala, a svako kemoterapijsko zračenje bi postalo kockanje. To je tako osnovna pretpostavka da ju znanstvenici više niti ne testiraju. Zbog toga su se istraživači spotaknuli o to na najnevjerojatnije načine.

Tim sa Sveučilišta Purdue je trebao generirati niz nasumičnih brojeva, što je postao iznenađujuće varljiv zadatak koji je postao kompliciran činjenicom da bez obzira koju metodu koristite kako biste generirali brojeve, to će imati nekakav utjecaj na njih. Profesor fizike Ephraim Fischbach je odlučio koristiti raspad radioaktivnih izotopa kao izvor slučajnosti. Iako se zna da je ukupno raspadanje konstantno, pojedinačni atomi bi se raspadali na nepredvidljive načine pružajući tako nasumičan niz.

Tada su otkrili nešto neobično. Dobiveni podaci su dali proizvoljne brojke za pojedinačne atome, da, ali ukupan raspad nije bio konstantan, prkoseći tako prihvaćenim pravilima kemije. Zaintrigirani time, provjerili su dugoročna opažanja raspada silikona-32 i radija-226 za koje su se pokazale male, ali definitvne varijacije tijekom vremena. Zanimljivo, činilo se da raspad varira ovisno o godišnjem dobu  uz stopu koja je malo brža zimi a nešto sporija ljeti.

U početku su istraživači pokušali racionalizirati sezonske fluktuacije kao rezultat instrumentalne greške, vjerojatno uzrokovane promjenom topline i vlage. Ali ova se zamisao raspala kada je nuklearni inženjer Jere Jenkins primjetio da je stopa raspada kratkoročnog izotopa mangana-54 malo opala tijekom solarne baklje. U stvari, opadanje je započelo dobrih 36 sati prije nego što se solarna baklja pojavila.

To ukazuje na dvije stvari: jednu, koja je teoretski zagonetna i drugu koja je iz praktične perspektive vrlo uzbudljiva. Ako solarne baklje zaista utječu na stopu raspada još i prije nego što se pojave, to bi moglo pružiti prvi zaista pouzdan sistem uzbunjivanja solarnih baklji. Uzevši u obzir da solarne baklje mogu napraviti pustoš na električnim mrežama ili čak i ubiti astronaute koji nisu propisno zaštićeni, to bi pružilo ogromnu dobrobit za čovječanstvo.

Ali, zanemarimo li praktične pluseve, zbog čega se to događa? Sezonske fluktuacije ukazuju da bi Sunce na neki način moglo biti uključeno, a solarne su baklje to i potvrdile. Znanstvenici su spekulirali o tome da solarni neutrini, čestice koje su gotovo bez mase a koje se stvaraju kao nusproizvodi sunčeve fuzije atoma vodika u helij, mogu uzrokovati te varijacije. Činjenica da ti neutrini prolaze izravno kroz Zemlju uz lako uklapanje s činjenicom da su stope raspada promjenjive čak i noću kada se cijeli planet nalazi između radioaktivnih izotopa i Sunca.

Jednom kada su istraživači konačno isključili okolišne utjecaje, to je ostavilo Sunce kao jedinog mogućeg uzročnika varijacija raspada. Također su otkrili da je količina promjene varirala u odnosu na Zemljinu orbitu – učinci su bili veći kada bi orbita dovela Zemlju bliže Suncu i time u kontakt s više neutrina.

Tada je čuveni profesor fizike iz Stanforda Peter Sturrock ušao u igru. Suočen s ovom misterijom, savjetovao je istraživačima da ispitaju kako fluktuacije u raspadu koreliraju s rotacijom samog Sunca. Otkrili su da se stope raspada ponavljaju svaka 33 dana, što baš nije odgovaralo poznatoj površinskoj dužini rotacije Sunca koja iznosi 28 dana. Ali neutrini ne bi pristizali s površine – pristizali bi duboko iz jezgre. Koliko se god to nevjerojatno činilo, sunčeva se jezgra mora rotirati sporije od njegove površine, očito jednom svakih 33 dana.

Sve se to odnosi na neke od nevjerojatnijih pretpostavki i povremeno hrabre intuitivne skokove, ali čini se da model kojeg oni nude sve to drži zajedno. I opet, ostaje još jedna nepoznanica – kako neutrini uspjevaju doći u interakciju s radioaktivnim česticama na svojem putu? To ne odgovara poznatom ponašanju neutrina i otvara vrlo stvarnu mogućnost da se neka od do sada nepoznatih subatomskih čestica u stvari nalazi iza tog bizarnog učinka.

Kako Peter Sturrock objašnjava:

To je učinak kojeg još uvijek nitko ne razumije. Teoretičari počinju govoriti, ‘Što se to događa?’ Ali to je ono na što ukazuju dokazi. To je izazov fizičarima i izazov za ljude koji proučavaju Sunce. (Ukoliko nije riječ o neutrinima) onda bi to moglo biti nešto o čemu ne znamo ništa, nepoznata čestica koju također emitira Sunce, a koja ima svoj učinak, a to bi bilo još izvanrednije.

Ako se ova nova otkrića zadrže, onda smo otkrili da sunce mijenja stopu radioaktivnog raspada, da možemo predvidjeti solarne baklje prije nego što se one i dogode, da sunčeva jezgra rotira sporije od površine, i možda čak i da postoji potpuno nova čestica koja utječe na naš svijet na opipljiv način. To i nije tako loš rezultat nečega što je trebalo biti jednostavno istraživanje nasumičnih brojeva.

Autorska prava© Matrix World 2011. do danas. Sva prava pridržana. Strogo je zabranjeno kopiranje, raspačavanje, ponovno objavljivanje ili izmjena bilo kakvog materijala koji se nalazi na blogu Matrix World bez prethodnog pisanog odobrenja dobivenog od uredništva Matrix World.