Tikko ziņots, ka mūona svārstības var sagraut mūsu zināmo fiziku

Mūonu (zils) attēlojums, kas mētājas ap supravadošu magnētisko uzglabāšanas gredzenu. (Fermilab/Youtube)

Ir pieejami rezultāti no viena no visvairāk gaidītajiem eksperimentiem daļiņu fizikā, un tie varētu piepildīt katra pētnieka visdrosmīgākos sapņus: tie, iespējams, varētu sagraut fiziku, kādu mēs to zinām.

Pierādījumi, kas iegūti no Fermi Nacionālās paātrinātāja laboratorijas netālu no Čikāgas, šķiet, liecina par niecīgu subatomiskā daļiņa pazīstams kā muons šūpo daudz vairāk, nekā to paredz teorija. Labākais izskaidrojums, pēc fiziķu domām, ir tas, ka mionu stumj apkārt fizikai pilnīgi nezināmi matērijas un enerģijas veidi.

Ja rezultāti ir patiesi, atklājums ir tāds izrāviens daļiņu fizikā, kāds nav bijis 50 gadus, kad pirmo reizi tika izstrādāta dominējošā teorija subatomisko daļiņu izskaidrošanai. Neliela miona šūpošanās, ko sauc par magnētisko momentu, var satricināt pašus zinātnes pamatus.



'Šodien ir ārkārtēja diena, ko ilgi gaidījām ne tikai mēs, bet arī visa starptautiskā fizikas kopiena,' sacīja Graziano Venanzoni, Muon pārstāvis. g-2 eksperiments un fiziķis Itālijas Nacionālajā kodolfizikas institūtā, teikts paziņojumā .

Saistīts: Ārpus Higsa: 5 nenotveramas daļiņas, kas var slēpties Visumā

Dažkārt saukti par 'tauku elektroniem', mioni ir līdzīgi saviem plašāk zināmajiem brālēniem, taču ir 200 reižu smagāki un radioaktīvi nestabili — sadalās tikai sekundes miljondaļās elektronos un sīkās, spokainās, bezlādiņa daļiņās, kas pazīstamas kā neitrīno .

Mūoniem ir arī īpašība, ko sauc par griešanos, kas liek tiem uzvesties tā, it kā tie būtu mazi magnēti, liekot tiem šūpoties kā maziem žiroskopiem, kad tie tiek iegāzti magnētiskais lauks .

Taču šodienas rezultāti, kas iegūti eksperimentā, kurā fiziķi sūtīja mionus, kas svilpo ap supravadošu magnētisko gredzenu, liecina, ka mions šūpojas daudz vairāk, nekā vajadzētu.

Vienīgais izskaidrojums, pēc pētījuma zinātnieku domām, ir daļiņu esamība, kas vēl nav ņemta vērā vienādojumu kopā, kas izskaidro visas subatomiskās daļiņas, ko sauc par Standarta modelis - kas ir palicis nemainīgs kopš 70. gadu vidus. Šīs eksotiskās daļiņas un ar tām saistītās enerģijas, pēc idejas, stumtu un vilktu gredzena iekšpusē esošos mionus.

Fermilab pētnieki ir samērā pārliecināti, ka tas, ko viņi redzēja (papildu šūpošanās), bija reāla parādība, nevis kāda statistikas nejaušība. Viņi novērtēja šo pārliecību par '4,2 sigma', kas ir neticami tuvu 5 sigmu slieksnim, pēc kura daļiņu fiziķi paziņo par nozīmīgu atklājumu. (5 sigmu rezultāts liek domāt, ka iespēja, ka tas noticis nejaušības dēļ, ir 1 no 3,5 miljoniem.)

Šis daudzums, ko mēs izmērām, atspoguļo miona mijiedarbību ar visu pārējo Visumā. Bet, kad teorētiķi aprēķina to pašu daudzumu, izmantojot visus zināmos spēkus un daļiņas Standarta modelis , mēs nesaņemam vienu un to pašu atbildi,” Kentuki universitātes fiziķe un eksperimenta Muon g-2 simulācijas vadītāja Renē Fatemi, teikts paziņojumā .

'Tas ir spēcīgs pierādījums tam, ka mūons ir jutīgs pret kaut ko, kas nav mūsu labākajā teorijā.'

Tomēr konkurentu aprēķins, ko veica atsevišķa grupa un tika publicēts trešdien, 7. aprīlī, žurnālā Daba varētu atņemt svārstības tās nozīmi. Saskaņā ar šīs komandas aprēķiniem, kas dod daudz lielāku vērtību visneskaidrākajam vārdam vienādojumā, kas paredz muona šūpošanās kustību, eksperimentālie rezultāti pilnībā atbilst prognozēm.

Divdesmit gadus ilgas daļiņu dzīšanās varēja būt par velti.

'Ja mūsu aprēķini ir pareizi un jaunie mērījumi nemaina stāstu, šķiet, ka mums nav vajadzīga jauna fizika, lai izskaidrotu muona magnētisko momentu - tas atbilst standarta modeļa noteikumiem,' sacīja Zoltans Fodors, profesors. fizika Penn State un pētnieku grupas vadītājs, kas publicēja Daba papīrs, teikts paziņojumā .

Taču Fodors piebilda, ka, ņemot vērā to, ka viņa grupas prognozes balstījās uz pilnīgi atšķirīgu aprēķinu ar ļoti atšķirīgiem pieņēmumiem, to rezultāti nebūt nav pabeigti.

'Mūsu atklājums nozīmē, ka pastāv spriedze starp iepriekšējiem teorētiskajiem rezultātiem un mūsu jaunajiem rezultātiem. Šī neatbilstība ir jāsaprot,' viņš teica. 'Turklāt jaunie eksperimentālie rezultāti varētu būt tuvi vecajiem vai tuvāk iepriekšējiem teorētiskajiem aprēķiniem. Mūs sagaida daudzi satraukuma gadi.

Būtībā fiziķi nevarēs pārliecinoši pateikt, vai pavisam jaunas daļiņas velk viņu mūonus, kamēr viņi nevarēs precīzi vienoties par to, kā 17 esošās standarta modeļa daļiņas mijiedarbojas arī ar mioniem. Kamēr viena teorija nav uzvarējusi, fizika paliek līdzsvarā.

Saistīts saturs:
5 iemesli, kāpēc mēs varam dzīvot multiversā

18 lielākie neatrisinātie fizikas noslēpumi

Kāpēc fiziķis vēlas uz Mēness uzbūvēt daļiņu paātrinātāju

Šo rakstu sākotnēji publicēja Dzīvā zinātne . Lasīt oriģināls raksts šeit .

Populārākas Kategorijas: Sabiedrību , Skaidrotājs , Fizika , Vidi , Veselība , Tech , Cilvēkiem , Neklasificēts , Dabu , Telpa ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.