萨拉姆假说的实验研究

三 萨拉姆假说的实验研究

萨拉姆认为地球太热,手性起源于宇宙。他的相变假说存在三个问题:

(1)低温下玻色凝聚作为手性均一的放大机制,预言的二级相变是否存在?

(2)弱中性流Z0 是短程力,怎样在化学效应中起作用?(https://www.daowen.com)

(3)断开C-H 键的活化能位垒如何克服?

萨拉姆的相变假说发表后,法国里昂核物理研究所费格鲁研究组、美国马里兰大学庞南佩鲁玛实验室、中国北京大学技术物理系王文清科研组相继进行实验。法国和美国两实验室都采用了低温77 K、4 K、0.6 K冷冻3天,然后升温测定氨基酸水溶液旋光的方法,均得出否定的结果,由于他们未考虑相变是可逆的,未发现二级相变。

中国北京大学技术物理系王文清科研组为了测定低温下氨基酸是否存在二级相变,与合肥科技大学物理系杨宏顺、陈兆甲科研组合作,利用微分扫描量热仪(DSC),选择D 型与L 型能差为6.3×l0-19eV 和3.0×l0-19eV 的缬氨酸(Val)和丙氨酸(Ala)单晶,用差分绝热连续加热量热法,测定了100K ~300KD-Val(Ala)和L-Val(Ala)的等压比热Cp-T(K)图,实验结果在270±1  K 有明显λ 相变。实验排除了水汽、结晶水和杂质的干扰。D-Ala 和L-Ala 单晶X 衍射数据表明,在Tc 前后D-Val 无晶格变化。实验测出D-Val 峰能差l0-4eV/分子,这与BCS 理论中超导的能隙相近。根据微观超导理论,正常超导相变不是晶格引起的,相变只涉及电子气体状态的改变。他们提出D-Val 比热异常可能是由H原子上的电子由正常电子转变为超导电子所引起的。实验还发现D-Val和D-Ala 单晶的比热均高于其相应的对映体L-Val 和L-Ala。晶体的比热有晶格点阵和电子两部分的贡献。X 衍射数据表明D-Val 在相变前后无晶格变化。磁化率测定Val 和Ala 单晶均为抗磁性,质量磁化率xp<0,因此比热大小主要归之于D 与L 两种单晶分子振动自由度的差别。这与萨拉姆假说及文梅森的计算结果一致,L 型氨基酸分子处于较低能级。