Τα αποτελέσματα «εκπληκτικού» δύο πειραμάτων που αμφισβητούν το βιβλίο κανόνων της φυσικής

Τα αρχικά αποτελέσματα από δύο πειράματα δείχνουν ότι κάτι μπορεί να πάει στραβά με τον βασικό τρόπο με τον οποίο οι φυσικοί πιστεύουν ότι λειτουργεί το σύμπαν, μια πιθανότητα που μπερδεύει το πεδίο της φυσικής των σωματιδίων και προκαλεί τον ενθουσιασμό.

Τα λεπτά σωματίδια που ονομάζονται μιόνια δεν κάνουν αυτό που αναμένεται από αυτά σε δύο διαφορετικά μακρά πειράματα στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη. Τα συγκεχυμένα αποτελέσματα – εάν αποδειχθούν αληθινά – αποκαλύπτουν σημαντικά προβλήματα με το βιβλίο κανόνων που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν και να κατανοήσουν πώς λειτουργεί το σύμπαν σε υποατομικό επίπεδο.

“Πιστεύουμε ότι θα μπορούσαμε να κολυμπάμε σε μια θάλασσα με σωματίδια υποβάθρου όλη την ώρα που δεν έχει εντοπιστεί άμεσα”, δήλωσε ο Chris Polley, επικεφαλής επιστήμονας που συμμετείχε στο πείραμα Fermilab, σε συνέντευξη Τύπου “Ίσως υπάρχουν τέρατα που δεν φανταζόμασταν καν να βγαίνουν από το διάστημα και να αλληλεπιδρούν με τα μιόνια μας και αυτό μας δίνει ένα παράθυρο για να τα δούμε.”

Ονομάστηκε βιβλίο κανόνων Τυπική μορφή, Αναπτύχθηκε πριν από περίπου 50 χρόνια. Πειράματα εδώ και δεκαετίες επιβεβαίωσαν ξανά και ξανά ότι οι περιγραφές της για τα σωματίδια και τις δυνάμεις που συνθέτουν και κυβερνούν το σύμπαν υπήρξαν σε μεγάλο βαθμό στο σήμα. Μέχρι τώρα.

“Νέα σωματίδια, νέα φυσική που μπορεί να είναι πέρα ​​από την έρευνά μας”, δήλωσε ο Alexei Petrov, φυσικός σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο Wayne State. “Είναι εκπληκτικό.”

Το αμερικανικό Υπουργείο Ενέργειας Fermilab ανακοίνωσε την Τετάρτη τα αποτελέσματα των 8,2 δισεκατομμυρίων αγώνων κατά μήκος μιας πίστας έξω από το Σικάγο που ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι ανησυχούν τους φυσικούς: Δεν φαίνεται ότι τα μαγνητικά πεδία των μιόνια είναι αυτά που λέει το Πρότυπο Μοντέλο. Αυτό ακολουθεί Νέα αποτελέσματα Δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα από το Μεγάλο Hadron Collider του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών, το οποίο βρήκε έναν εκπληκτικό αριθμό σωματιδίων μετά από συγκρούσεις υψηλής ταχύτητας.

READ  Λάμψη φωτός εμφανίζεται κατά τη στιγμή της γονιμοποίησης

Εάν επιβεβαιωθεί, η Aida Green του Πανεπιστημίου του Ιλινόις δήλωσε ότι τα αποτελέσματα των ΗΠΑ θα ήταν η μεγαλύτερη ανακάλυψη στον παράξενο κόσμο των υποατομικών σωματιδίων σε σχεδόν 10 χρόνια, από την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, που συχνά αποκαλείται «σωματίδιο του Θεού». Ποιος εργάζεται στη θεωρητική φυσική για το πείραμα Fermilab.

Ο στόχος των πειραμάτων, εξηγεί ο θεωρητικός φυσικός του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, David Kaplan, είναι να αποσυναρμολογήσουν τα σωματίδια και να δουν αν υπάρχει “κάτι αστείο” τόσο με τα σωματίδια όσο και με τον φαινομενικά κενό χώρο μεταξύ τους.

“Τα μυστικά δεν ζουν μόνο στην ύλη. Ζουν σε κάτι που φαίνεται να γεμίζει όλο το χώρο και το χρόνο. Αυτά είναι κβαντικά πεδία”, δήλωσε ο Kaplan. “Βάζουμε ενέργεια στο κενό και βλέπουμε τι βγαίνει.”

Και τα δύο σύνολα αποτελεσμάτων περιλαμβάνουν το επισημασμένο παροδικό περίεργο σωματίδιο Μύον. Το muon είναι ο βαρύτερος ξάδελφος ενός ηλεκτρονίου που περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του ατόμου. Αλλά ένα μιόνιο δεν είναι μέρος ενός ατόμου, είναι ασταθές και συνήθως υπάρχει μόνο για μια διάρκεια μικροδευτερολέπτων. Μετά την ανακάλυψή του σε κοσμικές ακτίνες το 1936, οι επιστήμονες μπερδεύτηκαν τόσο που ένας διάσημος φυσικός ρώτησε “Ποιος το διέταξε;”

“Από την αρχή, έκανε τους φυσικούς να ξύσουν το κεφάλι τους”, δήλωσε ο Graziano Finanzoni, πειραματικός φυσικός σε ένα ιταλικό εθνικό εργαστήριο και ένας από τους καλύτερους επιστήμονες στο πείραμα Fermilab των ΗΠΑ, που ονομάζεται Muon g-2.

Το πείραμα στέλνει μιόνια γύρω από ένα μαγνητικό μονοπάτι που διατηρεί την ύπαρξη των σωματιδίων για μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε οι ερευνητές να τα δουν πιο προσεκτικά. Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η μαγνητική «περιστροφή» των μιόνων είναι 0,1% λιγότερο από ό, τι αναμένει το τυπικό μοντέλο. Αυτό μπορεί να μην ακούγεται πολύ, αλλά για τους φυσικούς σωματιδίων, είναι τεράστιο – περισσότερο από αρκετό για να μετατρέψει την τρέχουσα κατανόηση στο κεφάλι του.

READ  Η εξαιρετικά μεταδοτική παραλλαγή κοραναϊού εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο - δεν ανιχνεύθηκε για αρκετούς μήνες - προτού ανακαλυφθεί

Χρειάζονται ένα ή δύο ακόμη χρόνια για τους ερευνητές να ολοκληρώσουν την ανάλυση των αποτελεσμάτων όλων των γύρων γύρω από την πίστα των 50 ποδιών (14 μέτρα). Ο Finanzoni είπε ότι εάν τα αποτελέσματα δεν είχαν αλλάξει, θα θεωρούσε σημαντικό εύρημα.

Ξεχωριστά, στη μεγαλύτερη συσκευή θραύσης ατόμων στον κόσμο στο CERN, οι φυσικοί συντρίβουν πρωτόνια μεταξύ τους εκεί για να δουν τι θα συμβεί στη συνέχεια. Ένα από τα πολλά ξεχωριστά πειράματα του Particle Collider μετρά τι συμβαίνει όταν τα σωματίδια που ονομάζονται καμήλες ή κάτω κουάρκ συγκρούονται.

Το τυπικό μοντέλο προβλέπει ότι το κουάρκ καμήλας συντριβής θα πρέπει να παράγει ίσο αριθμό ηλεκτρονίων και μιόνια. Είπε ότι είναι σαν να ρίχνεις ένα κέρμα 1.000 φορές και να παίρνεις ίσους αριθμούς κεφαλών και ουρών Ζήστε την ομορφιά του Large Hadron Collider Πρόεδρος Chris Parks.

Αλλά αυτό δεν συνέβη.

Οι ερευνητές εξέτασαν δεδομένα από αρκετά χρόνια και μερικές χιλιάδες συντριβές Και βρέθηκε Υπάρχει διαφορά 15%, δήλωσε ο πειραματικός ερευνητής Sheldon Stone του Πανεπιστημίου των Συρακουσών, με πολύ περισσότερα ηλεκτρόνια από ό, τι με τα μιόνια.

Καμία από τις δοκιμές δεν έχει χαρακτηριστεί ως επίσημο εύρημα ακόμα, επειδή υπάρχει ακόμη μικρή πιθανότητα τα αποτελέσματα να είναι στατιστικά παράξενα. Οι ερευνητές είπαν ότι η εκτέλεση των πειραμάτων πιο συχνά – προγραμματισμένη με οποιονδήποτε τρόπο – θα μπορούσε, εντός ενός ή δύο ετών, να φτάσει στις πολύ αυστηρές στατιστικές απαιτήσεις της φυσικής για να το ενθαρρύνει ως ανακάλυψη.

Εάν τα αποτελέσματα ήταν σωστά, είπε ο Kaplan, θα αναστατώσουν “όλους τους άλλους υπολογισμούς” στον κόσμο της φυσικής των σωματιδίων.

READ  Οι άμεσες παρατηρήσεις της NASA επιβεβαιώνουν ότι οι άνθρωποι χάνουν τον ενεργειακό προϋπολογισμό της Γης

Αυτό δεν είναι παραπλανητικός παράγοντας, είπε ο Kaplan, «Αυτό είναι κάτι λάθος.» Αυτό το πράγμα θα μπορούσε να εξηγηθεί από ένα νέο σωματίδιο ή δύναμη.

Ή αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να είναι λάθη. Το 2011, η περίεργη ανακάλυψη ότι ένα σωματίδιο που ονομάζεται νετρίνο φάνηκε να ταξιδεύει γρηγορότερα από ότι το φως απειλούσε το μοντέλο, αλλά αποδείχθηκε ότι ήταν το αποτέλεσμα του χαλαρού προβλήματος ηλεκτρικής αγωγιμότητας του πειράματος.

“Ελέγξαμε όλες τις καλωδιακές μας συνδέσεις και κάναμε ό, τι μπορούσαμε για να επαληθεύσουμε τα δεδομένα μας”, δήλωσε ο Stone. “Είμαστε σίγουροι, αλλά δεν ξέρεις ποτέ.”

___

Ο συγγραφέας του Associated Press Jamie Kitten στη Γενεύη συνέβαλε σε αυτήν την έκθεση.

___

Ακολουθήστε τον Seth Borenstein στο Twitter στο Ενσωμάτωση Tweet

___

Το Τμήμα Υγείας και Επιστημών του Associated Press υποστηρίζεται από το Τμήμα Επιστημονικής Εκπαίδευσης του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes. Η AP είναι αποκλειστικά υπεύθυνη για όλο το περιεχόμενο.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *