„Atom Smashers“ Rado Tai, Kas Nėra Taip Žavu

{h1}

„atom“ triuškinantys tyrėjai dabar leidžia mokslininkams ištirti teorijas, kurios neapsiriboja standartiniu modeliu, kuris numatė higgą, surasdamas visiškai naują dalelę.

Naujos kartos atominių triuškinamų mašinų, tokių kaip „Hadron Collider“, pavyzdžiai siūlo, kad naujoji fizika (ir egzotiškos naujos dalelės) laukia atradimo. Ir mokslininkai tik pasiekia tašką, kur gali ištirti tas alternatyvas.

Per spaudos sekmadienį (balandžio 14 d.) Vykusį Amerikos fizikų draugijos susirinkimą Denveryje trys komisijos nariai pasiūlė ieškoti naujų dalelių rūšių, įskaitant dar niekad nematytą struktūrą, ir patvirtinti, kad modelis, vadinamas supersimetrija, gali būti tikras.

Nauja struktūra, šiuo metu praminta Y (4140), buvo atrasta eksperimentiniais duomenimis „Fermilab“ ir „Large Hadron Collider“ (LHC). „Mes nežinome, kas tai yra“, - sakė Ajovos universiteto fizikas Kai Yi ir vienas iš ekspertų. Tai gali būti kažkoks egzotiškas naujas kvarkų derinys, nors ne vadinamasis charmonis, apimantis žavesio kvarkus, ar kažkas kitas. [Be Higso: 5 neįtikėtinos dalelės, kurios laukia atradimo]

Yi sakė, kad dabartiniai dalelių, vadinamų kvarkais, modeliai leidžia prognozuoti, ką reikėtų rasti dalelių greitintuvo susidūrimuose. Kadangi fizikai negali tiesiogiai pastebėti šių greito susidūrimo su greitaisiais, todėl per aukštųjų technologijų detektorius jie gali „pamatyti“ susidarančių dalelių kaskadą; Štai kas stebėtojams pasako, kokios dalelės buvo prieš susidūrimą ir jo metu. Šiuo atveju mokslininkai pamatė tai, kas neatitiko modelio prognozių. Yi sakė, ar tai dalelė, ar kažkas kita - vis dar atviras klausimas.

Už standartinio modelio ribų

Daugybė dabartinių fizikos teorijų pagal dominuojantį standartinį modelį buvo gerai išbandytos. Nepaisant to, fizikams vis dar kyla daug neatsakytų klausimų, visų pirma apie tokius reiškinius kaip tamsiosios materijos, taip pat apie tai, kaip sujungti pagrindines gamtos jėgas, vadinamąsias didžiosiomis vieningosiomis teorijomis, - sakė Sung-Wonas Lee, fizika Teksaso technikos universitete.

„Mes turime trijų kartų elementarias daleles“, - sakė Lee. "Mes ieškome naujų fizikos ženklų... nesutarimų su standartinio modelio prognozėmis."

Yi sakė, kad naujoji struktūra gali būti įrodymas, kad kvarkai netikėtai susijungia kartu. Analizuodamas LHC ir jo pirmtako, „Tevatron“ Fermilab'e duomenis, Yi teigė, kad Y (4140) gali būti kvarkų, sujungtų taip, kaip paprastai, rinkinys. [Infografika: paaiškintas standartinis modelis]

Kvarkai yra pagrindiniai materijos elementai. Jie būna šešių „skonių“ - aukštyn, žemyn, keistai, žaviai, apačioje ir viršuje. Jie taip pat turi „spalvų užtaisą“, kuris neturi nieko bendra su spalva, bet yra būdas apibūdinti kvarkų matematinę kokybę.

Protonas yra sudarytas iš trijų kvarkų, du aukštyn ir vienas žemyn, tuo tarpu neutroną sudaro du kvarkai žemyn ir vienas kvarkas aukštyn. Protonai ir neutronai yra baronai. Kvarkai taip pat gali susieti su antikvarais ir sudaryti kitą dalelių klasę, vadinamą mezonais, kurie rodomi dalelių greitintuvuose.

Kad dalelę sudarytų iš kvarkų, reikia, kad „spalvos užtaisas“ būtų „bespalvis“ - taigi protonas turi turėti kvarkus, kurie yra raudoni, žali ir mėlyni. Mezonas, sudarytas iš dviejų kvarkų, turi turėti kvarką ir antikvarką - pavyzdžiui, pionas (susidaręs radioaktyviųjų skilimų metu) yra pagamintas iš kvarko aukštyn ir žemyn nukreipto kvarko.

Yi sakė, kad vienas toks „standartinis“ mezonas vadinamas charmoniu, sudarytu iš žavesio kvarko ir savo antikaro. Vis dėlto nustatyta LHC ir Fermilab eksperimentų struktūra. Yra daug pasitikėjimo, kad šis atradimas nėra tik duomenų artefaktas ar svyravimas. „Tikimybė, kad tai tik svyravimai, yra viena iš 10 – minus septinta“, - sakė jis arba 1 iš 10 mln.

Yra daug modelių, vadinamų „egzotiškais kvarkų modeliais“, kurie, pavyzdžiui, daro prielaidą, kad keturi kvarkai yra sujungti. Tačiau Yi teigė, kad toli gražu nėra aišku, kuris modelis, jei toks yra, taikomas čia.

Tamsi materija ir supersimetrija

Standartinis modelis dešimtmečius buvo pagrindinis fizikos pagrindas, ir jis buvo gana sėkmingas - jis numatė Higso bozono egzistavimą, pavyzdžiui, įrodymų, kuriuos praėjusiais metais pagaliau rado fizikų komandos, dirbančios su dideliu hadronų susidūrėju ( LHC). (Vis dar nėra tikras, ar atrastas Higgsas yra tos pačios rūšies, kurios galima tikėtis iš standartinio modelio.)

Vis dėlto vis dar yra tam tikrų problemų. Pavyzdžiui, astrofizikai žino, kad didelę visatos riekę sudaro kažkas, vadinama tamsiąja materija, nematoma medžiaga, kuri sąveikauja su kita materija tik per gravitaciją. Standartiniam modeliui sunku jį apskaičiuoti, nes tamsiosios medžiagos sudarymas iš dalelių, apie kurias mes žinome, negaus to paties. [8 nesuprantamos astronomijos paslaptys]

Kita neatsakyta paslaptis vadinama hierarchijos problema. Gravitacija yra 10 ^ 32 kartus silpnesnė nei silpnoji branduolinė jėga, kuri valdo tokius reiškinius kaip radioaktyvumas. Vis dar nėra aišku, kodėl, ir supersimetrijos teorijos gali būti atsakymas į šią problemą.

Supersimetrija (arba SUSY) yra teorija, teigianti, kad dalelės, sudarančios materiją, vadinamos fermijomis, ir tos, kurios neša jėgas, vadinamos bozonu, visos turi „superpartnerius“. Visi superparteriai turėtų tas pačias kvantines savybes, išskyrus vieną, kuris apibūdina jų sukimus. Fermionai, pavyzdžiui, elektronai, turi pusės sveiko skaičiaus sukimus, tuo tarpu bozonai turi vadinamuosius sveikus skaičius.

Tačiau iki šiol dar niekas nerado suimsimetrinių partnerių žinomoms elementariosioms dalelėms - bent jau dar ne. Lee sakė, kad LHC tik dabar artėja prie energijos, kur gali būti rastos kai kurios iš šių dalelių.

Tuo įsitikinęs Santjago Folguerasas iš Oviedo universiteto Ispanijoje sakė, kad naujausias darbas mokslininkams suteikė geresnę mintį, kur ieškoti SUSY dalelių, tačiau tai sunku padaryti, nes nėra daug „įvykių“ ar dalelių irimo., kad derlingumo duomenys. Didžioji pažanga padaryta nustatant mažesnes energijos ribas, kuriomis greičiausiai bus stebimi supersimetriniai partneriai.

Tai nereiškia, kad nėra tokių skeptikų, kaip antai supersimetrija. Minesotos universiteto profesorius Michailas Shifmanas 2012 m. Spalio mėn. Parašė esė „ArXiv“ svetainėje, kurioje fizikai skelbia savo tyrimus, sakydami, kad didelė tikimybė, kad supersimetrijos teorijos gali būti aklavietė. Jis pažymėjo, kad Higso bozono atradimas buvo tvirtas standartinio modelio patvirtinimas (bent jau iki šiol), tačiau dar nebuvo rastas nė vienas iš elementariųjų dalelių supersimetrinių partnerių.

Matas Strassleris, buvęs „Rutgers“ fizikos profesorius, teigė, kad Shifmanas buvo kiek per ankstyvas. LHC darbas atmetė daugybę SUSY teorijos rūšių, nors dar nebuvo atmesta jokia plati teorijų klasė.

Lee teigė, kad norint susiaurinti galimybes, reikia dar daug padirbėti. "Tai yra tarsi pametėte vestuvinį žiedą paplūdimyje ir turite jį surasti. Tai yra didelis plotas, į kurį reikia žiūrėti."

Štai kodėl daugelio institucijų mokslininkams svarbu atlikti tokį darbą, pridūrė jis. "Jei turite savo draugų, padėsite jums atrodyti, kad turite daug daugiau šansų jį rasti."

Stebėkite mus @wordssidekick, „Facebook“ ir „Google+“. Originalus straipsnis svetainėje WordsSideKick.com.


Vaizdo Papildas: Wallace Thornhill: The Long Path to Understanding Gravity | EU2015.




Tyrimas


Milžiniškas Paukštis, Kuris Nužudė Jo Savininką
Milžiniškas Paukštis, Kuris Nužudė Jo Savininką

Einšteino „Baisu Fizika“ Tampa Labiau Įsipainiojusi
Einšteino „Baisu Fizika“ Tampa Labiau Įsipainiojusi

Mokslas Naujienos


Ši 87 Metų Moteris Paaukojo Savo Kūną, Todėl Gydytojai Galėjo Ją Suskaidyti Į 27 000 Vienetų
Ši 87 Metų Moteris Paaukojo Savo Kūną, Todėl Gydytojai Galėjo Ją Suskaidyti Į 27 000 Vienetų

Mažos Fosilijos Gali Būti Seniausias Gyvenimo Žemėje Įrodymas
Mažos Fosilijos Gali Būti Seniausias Gyvenimo Žemėje Įrodymas

Vyrai Juodai: „Ufo Buff'S Bogeymen“
Vyrai Juodai: „Ufo Buff'S Bogeymen“

Kodėl Kubos Cigarai Yra Neteisėti?
Kodėl Kubos Cigarai Yra Neteisėti?

Itin Žalia: Žemė Perdirba 2,5 Milijardo Metų Senumo Vandenyno Plutą
Itin Žalia: Žemė Perdirba 2,5 Milijardo Metų Senumo Vandenyno Plutą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com