آزمایشی در Fermilab به اشکال کشف نشده ماده و انرژی در کمین جهان اشاره دارد

[ad_1]

اگر نتایج یک آزمایش علمی اخیر که در Fermilab در ایالات متحده انجام شده باشد ، ممکن است دهها ذره زیر اتمی کشف نشده در جهان وجود داشته باشد و فیزیک جدید نیز در گوشه و کنار آن کمین کرده باشد. یک تیم بین المللی متشکل از 200 فیزیکدان ذره ای که در بین هفت کشور جهان گسترش یافته اند ، اوایل این ماه با اعلام این خبر ، بلافاصله دنیای فیزیک را غافلگیر کردند.

Graziano Venanzoni ، یکی از رهبران آزمایش و یک فیزیکدان در انستیتوی ملی فیزیک هسته ای ایتالیا ، بر اهمیت آزمایش به شکلی کاملاً باشکوه تأکید کرد و روز اعلام را “یک روز خارق العاده که مدتها منتظر ماند ، نه تنها توسط ما اما توسط کل جامعه بین المللی فیزیک. “

این تیم مشاهده کرده بود که ذره ای به نام میون – پسر عموی سنگین تر الکترون که حامل برق است – در حضور میدان مغناطیسی همانطور که پیش بینی شده بود رفتار نمی کند. میون ها هنگام برخورد پرتوهای کیهانی با جو زمین در طبیعت رخ می دهند و شتاب دهنده های ذرات در Fermilab تعداد زیادی آنها را تولید می کنند. مانند الکترون ها ، میون ها نیز مانند یک آهنربا داخلی کوچک عمل می کنند.

در یک میدان مغناطیسی قوی ، جهت مغناطیس میون متزلزل می شود ، دقیقاً مانند محور بالای چرخش یا ژیروسکوپ. در آزمایش فرمیلاب ، میون بیش از حد لرزید – به روشی متناسب با به اصطلاح مدل استاندارد ، نظریه بسیار موفق فیزیک که جهان زیر اتمی را توصیف می کند.

تصویرگری: چاد کرو

یک آزمایش در آزمایشگاه ملی بروخاون 20 سال پیش چیزی مشابه را دیده بود ، اما فیزیکدانان از معتبر بودن نتایج مطمئن نبودند. بنابراین آنها تصمیم گرفته بودند که آن را با دقت بیشتری تکرار کنند.

و به نظر می رسید که میون ها دوباره بیش از حد لرزیده اند و این بدان معناست که برخی از ذرات و نیروهای ناشناخته فشار بیشتری به آنها می دهند. تیم Fermilab محاسبه کردند که اندازه گیری های آنها حدود یک شانس در 40000 اشتباه است. مدل استاندارد 50 سال است که قدرت را حفظ کرده است ، حتی اگر همه موافق باشند که ناقص است. آیا خداحافظی با همه اینهاست؟

ویلیام مورس ، فیزیکدان ذره ای آزمایشگاهی در آزمایشگاه ملی بروخاون که بخشی از تیمی بود که 20 سال پیش رفتار بد رفتار میون ها را دیده بود ، گفت: “در مدل استاندارد چیزی از دست رفته است. “اگر مدل استاندارد درست و کامل بود ، اینجا نبودیم.”

او به این واقعیت اشاره داشت که اگرچه شاهد مشاهدات انفجار بزرگ که جهان را ایجاد کرده است ، مدل استاندارد نمی تواند حضور ستاره ها و کهکشان ها را در جهان حساب کند.

اختلاف دیگر وجود ماده تاریک است که تلسکوپ های ما نمی توانند آن را ببینند اما می دانیم از اثر جاذبه آن وجود دارد. مدل استاندارد اختلاف عمده ماده در مورد ماده ضد ماده را در جهان حساب نمی کند – قرار است ماده و پادماده هنگام جمع شدن نابود شوند. ضد ماده یکی از پیش بینی های مدل استاندارد است.

بنابراین ، اگر مدل استاندارد ناقص باشد ، چه اتفاقی می تواند در جریان باشد؟ مورس می گوید ، توضیحی در مورد افزایش لرزش میون می تواند نظریه ای به نام ابر تقارن باشد ، که در صورت صحت ، تعداد ذرات بنیادی را دو برابر می کند. “هر ذره شناخته شده یک شریک فوق متقارن دارد … ابر تقارن همچنین می تواند جهانی را به شما ارائه دهد که می توانید در آن زندگی کنید.”

چند نسخه مختلف از ابر تقارن وجود دارد ، اما آنچه در آنها مشترک است این است که این ذرات شریک سنگین تر از آنهایی هستند که در مدل استاندارد وجود دارد. تصادف می شود که برخورد دهنده بزرگ هادرون ، بهترین دستگاه خرد کننده ذرات در جهان که چند سال پیش در ژنو توسط CERN ساخته شد ، ذرات فوق متقارن پیدا کرده است اما تاکنون چنین چیزی را ندیده است.

این باعث می شود بعضی ها اگر توضیح درستی است س questionال کنند. ویلیام مارسیانو ، نظریه پرداز بروكهاون ، اینگونه بیان كرد: “ابر تقارن از چارچوب نظری خوبی برخوردار است و توانایی توضیح ماده تاریك را دارد ، اما ستاره آن كمرنگ شده است.”

بسیاری از نظریه پردازان قبل از بیرون انداختن مدل استاندارد ، احتیاط می کردند. مارچیانو اظهار داشت که اگر در اثر فیزیک جدید ، در واقع یک تکان بیش از حد در میون وجود داشته باشد ، این امر ممکن است بر سایر موارد مانند گشتاور مغناطیسی الکترون تأثیر بگذارد. وی گفت: “اگر میون به دلیل فیزیك جدید اثری از خود نشان دهد ، الكترون نیز ممكن است اثر كمی نشان دهد.” آزمایشی برای تعیین دقیق تر لحظه مغناطیسی الکترون دنبال می شود.

زولتان فودور در ایالت پن یکی دیگر از نظریه پردازان است که با مفاهیم مقاله فرمیلب مخالف است. او یک شبیه سازی نظری در مورد میزان لرزیدن میون با استفاده از تکنیک دیگری که صدها ساعت زمان ابر رایانه را می طلبد انجام داده است. وی تأكید كرد: “هیچ فیزیك جدیدی وجود ندارد.”

داستان خیلی دور از پایان است. تیم Fermilab به آزمایشات خود با میون ادامه می دهد ، فقط 6٪ از داده هایی را که در نهایت آزمایش جمع آوری خواهد کرد ، تجزیه و تحلیل کرده است. این تیم امیدوار است که بتواند شواهد بیشتری پیدا کند که منجر به سرنگونی مدل استاندارد شود و منبعی از جهان پر از ذرات بنیادی باشد. اگر چنین اتفاقی بیفتد ، مدل استاندارد بسیاری از نظریه های قبلی را که در راهپیمایی نابجای علم در حاشیه سقوط کرده اند ، دنبال خواهد کرد.



لینک شده


سلب مسئولیت

نظرات بیان شده در بالا از نظر نویسنده است.



پایان مقاله



Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>