هل يعاني الفيزيائيون من خلل في الجسيمات الأولية؟

الجسيم الرئيسي يزن
كان مصادم الجسيمات Tevatron في Fermilab في باتافيا ، إلينوي في يوم من الأيام أقوى معجل في العالم.

واحدة من أكبر الألغاز التي يواجهها الفيزيائيون هي عندما يحاولون فهم كيف يكون الكون ، وكيف تتشكل الجسيمات الأولية وكيف تتفاعل مع بعضها البعض.
الآن هناك شيء محير للغاية وهو أن الجسيم الأولي لديه كتلة أكبر مما اعتقد الباحثون ، ولكنه يمكن أن يتسبب أيضًا في تغييرات كبيرة في النظرية في نفس الوقت.

قال ديف توباك ، عالم فيزياء الجسيمات في جامعة تكساس إيه آند إم والمتحدث باسم مختبر فيرمي الوطني للمسرعات التابع للحكومة الأمريكية ، والذي أجرى التجارب: "ليس الأمر مجرد خطأ ما". إذا تكررت من قبل مختبرات أخرى ، "فهذا يعني حرفيًا أن شيئًا أساسيًا خاطئ في فهمنا للطبيعة". أدلى ببيان.

قام الفيزيائيون في المختبر بتجميع الجسيمات معًا على مدار عقد من الزمن وقاموا بقياس كتلة 4 ملايين بوزون واط.

هذه الجسيمات دون الذرية مسؤولة عن قوة أساسية في مركز الذرات وتوجد فقط لجزء من الثانية قبل أن تتحلل إلى جسيمات أخرى.

قال توباك: "إنهم يكتسبون باستمرار كتلة في الرغوة الكمومية للكون ثم تتحلل".

تم نشر ورقة بحثية في مجلة Science من قبل فريق مكون من 400 عالم من جميع أنحاء العالم.

وفقًا للبحث ، كان هناك اختلاف في الكتلة المحددة بواسطة النظرية السائدة حول الكون.

هذا الاختلاف إما خطأ في التقريب أو كبير جدًا بحيث لا يمكن تفسيره بسهولة. يذكر أن هذا الاختلاف الاستثنائي يجب تأكيده من خلال تجربة أخرى.

يعمل العلماء على بنية ذات صلة بالجسيمات ، والتي يشيرون إليها على أنها النموذج القياسي للجسيمات.

في هذا الاختلاف غير العادي ، قد يحتوي هذا النموذج على عناصر تهديد.

تكهن الباحثون بأنه قد يكون هناك جسيم غير مكتشف يتفاعل مع بوزون دبليو يمكن أن يفسر الاختلاف.

ربما تلعب المادة المظلمة ، وهي مكون آخر غير مفهوم جيدًا للكون ، دورًا في ذلك. أو ربما يعتقدون أن هناك فيزياء جديدة لا يفهمونها الآن.

يقول النموذج القياسي أن بوزون W يجب أن يقيس 80.357.000.000 إلكترون فولت ، زائد أو ناقص ستة ملايين.

قال جورجيو تشياريلي ، مدير الأبحاث في المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء النووية ، من فريق فيرمي: "وجدنا أكثر من ذلك بقليل". قال: "ليس الأمر بهذا القدر ، لكن هذا يكفي". وضع مقياس فريق فيرمي البوزون W في أكثر من 80.433.000.000 إلكترون فولت زائد أو ناقص تسعة.

القوى الأساسية
القوى الأساسية

لا يبدو فرقًا كبيرًا ، لكن في العالم دون الذري ، هناك فرق كبير.

لكن كلاً من الفريق والخبراء الذين لم يشاركوا في الدراسة قالوا إن مثل هذا الادعاء الكبير يتطلب أدلة إضافية من فريق ثان ليس لديهم بعد.

قال عالم فيزياء الجسيمات كلاوديو كامبانياري من جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا ، والذي لم يكن جزءًا من فريق فيرمي: "يتطلب هذا القياس الدقيق بشكل لا يُصدق فهمًا لمعايرات مختلفة لتأثيرات صغيرة مختلفة".

"لكنني أعتقد أن ما نحتاجه في نهاية اليوم هو التأكيد بتجربة أخرى."

قال عالم الفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا شون إم كارول ، الذي لم يكن جزءًا من البحث ، إن القياسات الأقل دقة للبوزون W التي أجرتها فرق أخرى وجدت سابقًا أنه أخف مما كان متوقعًا ، لذلك "ربما يكون هناك شيء غريب في هذه التجربة". قال إن الأمر "يستحق بالتأكيد أن نأخذ على محمل الجد".

هذا الاكتشاف مهم بسبب تأثيره المحتمل على نموذج الفيزياء القياسي.

النموذج القياسي في فيزياء الجسيمات

قال كوتوال ديوك: "الطبيعة لها حقائقها". "النموذج هو الطريقة التي نفهم بها هذه الحقائق."

لقد عرف العلماء لفترة طويلة أن النموذج القياسي ليس مثاليًا. إنه لا يفسر المادة المظلمة أو الجاذبية جيدًا. قال الباحثون إنه إذا احتاج العلماء إلى التدخل والتلاعب بها لشرح هذه النتائج ، فعليهم التأكد من أنهم لا يفجرون المعادلات الرياضية التي تشرح وتتنبأ بالجسيمات والقوى الأخرى بشكل جيد.

إنها مشكلة متكررة في النموذج. قبل عام ، وجد فريق مختلف مشكلة أخرى في النموذج القياسي وكيفية استجابة الميونات.

قال توباك: "ميكانيكا الكم جميلة وغريبة حقًا". "لم يفهمها أحد ممن لم ينزعج بشدة من ميكانيكا الكم."

المصدر: phys.org

Günceleme: 05/07/2022 14:38

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz