الکترون؛ ذره ای که شاید عمرش از خود جهان هم بیشتر باشد

عصرایران- با وجود آنکه الکترون بیش از یک قرن است شناخته شده، دانشمندان هنوز به طور کامل از سرنوشت نهایی آن مطمئن نیستند. آیا این ذره برای همیشه پایدار می ماند یا ممکن است پس از زمانی باورنکردنی واپاشی کند؟ پاسخ این پرسش می تواند درک ما از قوانین بنیادی طبیعت را دگرگون کند. چرا دانشمندان به دنبال واپاشی الکترون هستند؟

در فیزیک ذرات، بسیاری از ذرات بنیادی ناپایدار هستند و پس از مدت کوتاهی به ذرات سبک تر تبدیل می شوند. برای نمونه، میون تنها حدود 2.2 میکروثانیه عمر می کند و سپس به ذرات دیگری واپاشی می شود.

اما الکترون داستان متفاوتی دارد. تاکنون در هیچ آزمایش معتبری نشانه ای از واپاشی آن مشاهده نشده است. همین موضوع باعث شده بسیاری از فیزیکدانان آن را یکی از پایدارترین ذرات شناخته شده بدانند.

با این حال، دانشمندان همچنان این احتمال را بررسی می کنند، زیرا مشاهده واپاشی الکترون می تواند نشان دهد برخی قوانین شناخته شده فیزیک، از جمله قانون بقای بار الکتریکی، در شرایط خاص استثناهایی دارند یا به بازنگری نیاز خواهند داشت. آزمایشی در اعماق زمین

برای جستجوی چنین پدیده نادری، پژوهشگران از آشکارساز بسیار حساس Borexino در آزمایشگاه ملی گران ساسو ایتالیا استفاده کردند. این آزمایشگاه در اعماق یک رشته کوه ساخته شده تا سنگ های بالای آن، پرتوهای کیهانی را تا حد زیادی جذب کنند و محیطی آرام برای ثبت رویدادهای بسیار نادر فراهم شود.

اگر الکترون واپاشی کند، بر اساس برخی مدل های نظری ممکن است به یک نوترینو و یک فوتون تبدیل شود. فوتون تولید شده باید نوری بسیار ضعیف ایجاد کند که آشکارساز بتواند آن را ثبت کند.

پژوهشگران پس از بررسی دقیق داده ها، هیچ نشانه ای از چنین رویدادی پیدا نکردند. طول عمر الکترون چقدر است؟

نبود هیچ نشانه ای از واپاشی به این معنا نیست که الکترون قطعا جاودانه است. دانشمندان از چنین نتیجه ای برای تعیین «حداقل طول عمر» استفاده می کنند.

بر اساس دقیق ترین اندازه گیری های انجام شده، اگر الکترون واقعا واپاشی کند، طول عمر آن باید دست کم حدود 10^31 سال باشد؛ عددی که تقریبا 5 کوینتیلیون برابر بیشتر از عمر کنونی جهان است.

برای مقایسه، سن جهان حدود 13.8 میلیارد سال برآورد می شود. بنابراین حتی اگر الکترون ناپایدار باشد، واپاشی …