Fyzici vo Fermilabe, európskom urýchľovači zistili, že najmenšie častice popierajú fyzikálne pravidlá
Podivné subatomárne častice nazývané mióny sa správajú podivnejšie, ako predpovedá Štandardný model. To znamená, že základný spôsob, akým si fyzici myslia, že vesmír funguje, môže byť nesprávny.
Predbežné výsledky z dlhodobých experimentov vo Fermilabe a v Európe naznačujú, že základný spôsob, akým si fyzici myslia, že vesmír funguje, môže byť nesprávny.
Drobné častice nazývané mióny nerobia to, čo predpovedá Štandardný model – kniha pravidiel, ktorú fyzici používajú na opis a pochopenie toho, ako vesmír funguje na subatomárnej úrovni.
A to odborníkov v časticovej fyzike zmiatlo – a nadchlo.
Myslíme si, že by sme mohli neustále plávať v mori častíc pozadia, ktoré jednoducho neboli priamo objavené, povedal spoluvedúci experimentu Fermilab Chris Polly.
Môžu existovať príšery, o ktorých sme si ešte nevedeli predstaviť, že sa vynárajú z vákua a interagujú s našimi miónmi, povedala Polly. A to nám dáva okno, aby sme ich videli.
Štandardný model bol vyvinutý asi pred 50 rokmi. Experimenty opakovane potvrdili jeho popisy častíc a síl, ktoré tvoria a riadia vesmír, boli do značnej miery v poriadku.
Do teraz.
Fermiho národné akceleračné laboratórium amerického ministerstva energetiky, známe ako Fermilab, v stredu oznámilo výsledky 8,2 miliardy pretekov pozdĺž trate v Batavii, ktoré vyvolali pohyb fyzikov: Magnetické pole okolo miónu – zvláštnej a prchavej subatomárnej častice – nie je to, čo Štandardný model hovorí, že by to malo byť.
Vyplýva to z výsledkov minulého mesiaca z Veľkého hadrónového urýchľovača v Ženeve vo Švajčiarsku, ktorý prevádzkuje CERN, Európska organizácia pre jadrový výskum, ktorý zistil prekvapivý podiel subatomárnych častíc v dôsledku vysokorýchlostných zrážok.
Teoretický fyzik Matthew McCullough z CERNu povedal, že odhalenie záhad by nás mohlo dostať za hranice nášho súčasného chápania prírody.
Zmyslom experimentov, ako to vysvetľuje teoretický fyzik z Johns Hopkins University David Kaplan, je roztiahnuť častice a zistiť, či sa s časticami a zdanlivo prázdnym priestorom medzi nimi deje niečo zábavné.
Tajomstvá nežijú len v hmote, povedal Kaplan. Žijú v niečom, čo akoby vypĺňalo celý priestor a čas. Toto sú kvantové polia. Vkladáme energiu do vákua a uvidíme, čo vyjde.
Oba súbory výsledkov zahŕňajú mión – predstavte si ho ako ťažšieho bratranca elektrónu, ktorý obieha okolo stredu atómu.
Na rozdiel od elektrónu mión nie je súčasťou atómu. A zvyčajne existuje len dve mikrosekundy - menej času, než zaberie vyslovenie jeho názvu.
Po objavení v kozmickom žiarení v roku 1936 to vedcov tak zmiatlo, že sa americký fyzik Isidor Isaac Rabi spýtal: Kto to nariadil?
Od samého začiatku to prinútilo fyzikov škrabať sa na hlavách, povedal Graziano Venanzoni, experimentálny fyzik v talianskom národnom laboratóriu.
Venanzoni je jedným z najlepších vedcov v experimente Fermilab s názvom Muon g-2, ktorý vysiela mióny okolo magnetizovanej 50-metrovej dráhy v okrese Kane, ktorá udržuje častice v existencii dostatočne dlho na to, aby sa výskumníci mohli bližšie pozrieť.
Predbežné výsledky naznačujú, že magnetický spin miónov je o 0,1 % nižší ako predpovedá Štandardný model. To je obrovské – viac než dosť na prevrátenie súčasného chápania.
Výskumníci potrebujú ďalší rok alebo dva na dokončenie analýzy výsledkov. Ak vydržia, bude sa to považovať za veľký objav, povedal Venanzoni.
Oddelene, v CERN-e, domove najväčšieho rozbíjača atómov na svete (tento titul prevzal od Fermilabu), tam fyzici hádzali protóny proti sebe, aby videli, čo sa stane. Jeden z experimentov meria, čo sa stane, keď sa častice nazývané beauty alebo bottom kvarky zrazia.
Štandardný model predpovedá, že tieto pády kvarkov krásy by mali mať za následok rovnaký počet elektrónov a miónov – ako 1000-krát hodenie mincou a získanie približne rovnakého počtu hláv a chvostov, povedal Chris Parkes, vedúci experimentu s kvarkom krásy.
Ale to sa nestalo.
Výskumníci sa zaoberali údajmi z niekoľkých rokov a niekoľkých tisícok nehôd a našli 15% rozdiel s výrazne väčším počtom elektrónov ako miónov, uviedol výskumník Sheldon Stone zo Syracuse University.
Ani jeden experiment zatiaľ nie je oficiálnym objavom. Stále existuje malá šanca, že výsledky sú štatistické vtipy. Spustenie experimentov viackrát by mohlo za rok alebo dva dosiahnuť neuveriteľne prísne štatistické požiadavky na fyziku, aby sa to považovalo za objav.
Ak sa výsledky uplatnia, zvrátia by každý ďalší výpočet v časticovej fyzike, povedal Kaplan.
Možno, povedal, existuje nejaká neobjavená častica - alebo sila - ktorá vysvetľuje oba podivné výsledky.
Alebo to môžu byť chyby. V roku 2011 ohrozovalo model zvláštne zistenie, že častica zvaná neutríno akoby cestovala rýchlejšie ako svetlo. Ukázalo sa, že je to výsledok uvoľneného elektrického spojenia v experimente.
Tentokrát Stone povedal: Skontrolovali sme všetky naše káblové pripojenia a urobili sme, čo sme mohli, aby sme skontrolovali naše údaje. Sme si istý. Ale človek nikdy nevie.
ਸਾਂਝਾ ਕਰੋ: