Hur neutroner kan fly in i ett annat universum

Tanken att vårt universum är inbäddat i ett bredare flerdimensionellt utrymme har fångat fantasin hos både forskare och den allmänna befolkningen.

Denna föreställning är inte helt och hållet science fiction. Enligt vissa teorier kan vårt kosmos existera parallellt med andra universum i andra uppsättningar av dimensioner. Kosmologer kallar dessa universum för braneworlds. Och bland de många utsikterna som detta väcker är tanken att saker från vårt universum på något sätt kan hamna i ett annat.

För ett par år sedan visade Michael Sarrazin vid universitetet i Namur i Belgien och några andra hur materia kan ta språnget i närvaro av stora magnetiska potentialer. Det gav en teoretisk grund för utbyte av verklig materia.

Idag säger Sarrazin och några kompisar att vår galax kan producera en magnetisk potential som är tillräckligt stor för att få detta att hända på riktigt. Om så är fallet, borde vi kunna observera materia som hoppar fram och tillbaka mellan universum i labbet. I själva verket kan sådana observationer redan ha gjorts i vissa experiment.

Experimenten i fråga går ut på att fånga ultrakalla neutroner i flaskor på platser som Institut Laue Langevin i Grenoble, Frankrike, och Saint Petersburg Institute of Nuclear Physics. Ultrakalla neutroner rör sig så långsamt att det är möjligt att fånga dem med 'flaskor' gjorda av magnetfält, vanlig materia och till och med gravitation.

En anledning att göra detta är att mäta hur snabbt neutronerna sönderfaller genom beta-emission. Så fysiker mäter hastigheten med vilken neutronerna träffar flaskans väggar och hur snabbt detta sjunker.

Det finns två processer på gång här: hastigheten för neutronsönderfall och hastigheten med vilken neutroner flyr ut ur flaskan. Så i fallet med en idealisk flaska, bör sönderfallshastigheten vara lika med beta sönderfallshastigheten. Men flaskorna är inte idealiska så sönderfallshastigheten är alltid snabbare.

Det lämnar möjligheten öppen att det kan vara en tredje process på gång: att en del av det extra sönderfallet kan vara resultatet av neutroner som hoppar från vårt universum till ett annat.

Så Sarrazin och co har använt de uppmätta sönderfallshastigheterna för att sätta en övre gräns för hur ofta detta kan hända.

Deras slutsats är att sannolikheten för ett neutronhoppande skepp är mindre än ungefär en på en miljon.

Det säger egentligen ingenting om huruvida materialbyte faktiskt äger rum. Bara att om det gör det så händer det inte så ofta.

Men Sarrazzin och co säger också att det borde vara enkelt att ta bättre data som sätter strängare gränser.

Enligt deras teoretiska arbete bör en förändring i gravitationspotentialen också påverka hastigheten för materiebyte. Så en idé är att utföra ett neutronfångningsexperiment som varar i ett år eller mer, vilket gör att jorden kan slutföra minst en omloppsbana om solen.

Under den tiden förändras gravitationspotentialen på ett sätt som borde påverka hastigheten för materiebyte. Det borde faktiskt finnas en årscykel. Om man kan upptäcka en sådan modulering skulle det vara en stark indikation på att materialbyte verkligen sker, säger de.

Det skulle vara en av de största och mest kontroversiella upptäckterna inom modern fysik och en som är möjlig med teknik som finns tillgänglig idag.

Någon som har en gammal neutronflaska liggandes och lite fritid på sina händer?

Ref: arxiv.org/abs/1201.3949 : Experimentella gränser för neutronförsvinnande i en annan Braneworld

Dölj