Chicagowski Fermilab
Ballab Ghosh | Film BBC Muhabiri
Naukowcy z okolic Chicago, USA, Sugeruje to, że mogą być blisko odkrycia istnienia nowej siły natury. Jeśli zostanie to udowodnione, zostanie odkryta piąta fundamentalna siła, która określa sposób, w jaki cała materia i cząstki we wszechświecie oddziałują na siebie.
Naukowcy znaleźli nowe dowody na to, że cząstki subatomowe zwane mionami nie działają zgodnie z obecnymi teoriami fizyki subatomowej.
Naukowcy uważają, że na miony może działać nieznana siła.
Potrzeba więcej danych, aby potwierdzić te wyniki, ale jeśli się potwierdzą, może to być początek rewolucji w fizyce.
Wszystkie siły, których regularnie doświadczamy w naszym codziennym życiu, można teraz sprowadzić do czterech kategorii: grawitacja, elektromagnetyzm, silne oddziaływanie jądrowe i słabe oddziaływanie jądrowe. Te cztery podstawowe siły określają sposób, w jaki cała materia i cząstki we wszechświecie oddziałują na siebie.
Nowe odkrycia uzyskano w amerykańskim akceleratorze cząstek znanym jako Fermilab i uzyskano wyniki w 2021 r., kiedy zespół Fermilab po raz pierwszy zasugerował możliwość istnienia piątej siły natury.
Starszy naukowiec Fermilab Dr. Według Brendana Caseya zespół badawczy zebrał więcej danych i znacznie zmniejszył niepewność swoich pomiarów.
„Naprawdę badamy nowe terytoria z większą precyzją niż kiedykolwiek wcześniej[அளவீடுகளை]Mamy – mówi Casey.
W eksperymencie o chwytliwej nazwie „g minus dwa (g-2)” naukowcy przyspieszają cząstki subatomowe zwane mionami wokół pierścienia o średnicy 15 metrów, krążącego około tysiąc razy z prędkością bliską prędkości światła.
Naukowcy uzyskali dane sugerujące, że miony mogą zachowywać się w sposób, którego nie da się wyjaśnić obecną teorią, znaną jako Model Standardowy, pod wpływem nowej siły natury.
Chociaż dane są mocne, zespołowi Fermilab wciąż brakuje ostatecznego dowodu.
Do tej pory mieli nadzieję, że uda im się to osiągnąć, ale ze względu na postęp w fizyce teoretycznej wzrosła niepewność co do tego, jaka powinna być wielkość chybotania w modelu standardowym dla mionów.
Dlatego kryteria docelowe dla fizyków eksperymentalnych uległy zmianie.
Naukowcy mają nadzieję, że będą mieli potrzebne dane i że teoretyczna niepewność zostanie zmniejszona na tyle, aby osiągnąć swoje cele w ciągu dwóch lat.
Konkurencyjny zespół w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w Europie ma nadzieję, że wkrótce osiągnie ten cel.
Dr z Imperial College w Londynie. Mitesh Patel jest jednym z tysięcy fizyków w LHC, którzy próbują znaleźć wady w Modelu Standardowym. Powiedział BBC News, że bycie pierwszym, który znajdzie wyniki eksperymentalne sprzeczne z Modelem Standardowym, byłoby jednym z największych odkryć w fizyce wszechczasów.
„Pomiar zachowania, który nie pasuje do przewidywań Modelu Standardowego, jest oczekiwanym celem fizyki cząstek elementarnych. Ponieważ model wytrzymał wszystkie testy eksperymentalne przez ponad 50 lat, będzie to przełom w naszym rozumieniu”.
Fermilab twierdzi, że jego kolejne wyniki to „ostateczne dane”, które mogą ujawnić nowe cząstki lub siły między teorią a eksperymentem.
Naukowcy z Wielkiego Zderzacza Hadronów w Szwajcarii również ścigają się, aby znaleźć piątą siłę, znajdując anomalie w Modelu Standardowym.
Co to jest model standardowy?
Czym jest Model Standardowy i dlaczego uzyskanie wyniku eksperymentu, który nie odpowiada jego przewidywaniom, jest tak wielką sprawą?
Wszystko wokół nas składa się z atomów; Atomy również składają się z mniejszych cząstek. Oddziałują one na siebie, tworząc cztery siły natury: elektryczność i magnetyzm (elektromagnetyzm), dwie siły jądrowe oraz grawitację (grawitację).
Od 50 lat są one prawidłowo przewidywane przez model standardowy, bez żadnego błędu.
Miony są podobne do elektronów krążących wokół atomów i są odpowiedzialne za prądy elektryczne, ale są około 200 razy większe.
W eksperymencie wykorzystano silne, nadprzewodzące magnesy.
Wyniki pokazują, że miony chwieją się szybciej niż przewidywał model statyczny. Profesor Graziano Venanzoni z Uniwersytetu w Liverpoolu, jeden z głównych badaczy projektu, powiedział, że może to być spowodowane nową, nieznaną siłą.
„Sądzimy, że może istnieć inna siła, o której w tej chwili nie wiemy. Nazywamy ją „piątą siłą”.
Jeśli zostanie to potwierdzone, będzie to jeden z największych przełomów naukowych tego stulecia od czasów teorii względności Einsteina. Ponieważ piąta siła i związane z nią cząstki nie są częścią obecnego standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych.
Naukowcy wiedzą, co opisują jako „fizykę wykraczającą poza model standardowy”, ponieważ obecna teoria nie jest w stanie wyjaśnić wiele z tego, co astronomowie obserwują w kosmosie.
Obejmuje to fakt, że po Wielkim Wybuchu, który stworzył wszechświat, galaktyki nadal oddzielały się od siebie, zamiast spowalniać swoją ekspansję. Naukowcy twierdzą, że to przyspieszenie jest napędzane przez nieznaną siłę zwaną ciemną energią.
Galaktyki również obracają się szybciej niż nasze zrozumienie tego, ile zawierają materii. Naukowcy uważają, że jest to spowodowane niewidzialnymi cząstkami zwanymi ciemną materią, które nie są częścią Modelu Standardowego.
Wyniki badania Fizyczne listy przeglądowe Opublikowane w czasopiśmie.
„Rozrabiaka. Internetowy ćpuna. Telewizyjny znawca. Fanatyk alkoholu. Praktyk piwa. Oddany myśliciel. Rozwiązuje problemy. Pisarz. Znawca kawy”.