Pierwszy raz widzę rower przydający się w fizyce teoretycznej (na zdjęciu)
Po remoncie ruszy. Wraz ze wzrostem prędkości Wielkiego Zderzacza Hadronów rosną nadzieje fizyków na odkrycia.
Zderzacz cząstek w CERN wkrótce uruchomi się ponownie. Może nadejść rewolucja.
Dziesięć lat temu fizycy z CERN trafili na światowe nagłówki dzięki odkryciu bozonu Higgsa, długo poszukiwanej cząstki,
która nadaje masę wszystkim innym cząstkom we wszechświecie.
Co pozostało do znalezienia? Prawie wszystko, mówią optymistyczni fizycy.
Kiedy zderzacz CERN został po raz pierwszy włączony w 2010 roku, wszechświat był do wzięcia.
Maszyna, największa i najpotężniejsza, jaką kiedykolwiek zbudowano, została zaprojektowana do znajdowania bozonu Higgsa.
Ta cząstka jest zwornikiem Modelu Standardowego, zbioru równań, które wyjaśniają wszystko, co naukowcy byli w stanie zmierzyć w świecie subatomowym.
Istnieją jednak głębsze pytania dotyczące wszechświata, których Model Standardowy nie wyjaśnia:
Skąd wziął się wszechświat? Dlaczego jest zrobiony z materii, a nie z antymaterii?
Czym jest ciemna materia, która wypełnia kosmos? W jaki sposób sama cząstka Higgsa ma masę?
Fizycy mieli nadzieję, że niektóre odpowiedzi zmaterializują się w 2010 roku, kiedy po raz pierwszy uruchomiono duży zderzacz.
Nie pojawiło się nic poza Higgsami — w szczególności żadna nowa cząstka, która mogłaby wyjaśnić naturę ciemnej materii.
Frustrująco, Model Standardowy pozostał niewzruszony.
W zeszłym roku zespół około 200 fizyków związanych z Fermi National Accelerator Laboratory w Illinois poinformował,
że miony wirujące w polu magnetycznym chybotały się znacznie szybciej niż przewidywał Model Standardowy.
Rozbieżność z przewidywaniami teoretycznymi pojawiła się na ósmym miejscu po przecinku wartości parametru zwanego g-2,
który opisuje, jak cząsteczka reaguje na pole magnetyczne.
Naukowcy przypisują ułamkową, ale rzeczywistą różnicę szeptowi kwantowemu jeszcze nieznanych cząstek,
które na krótko materializują się wokół mionu i wpływają na jego właściwości.
Potwierdzenie istnienia cząstek doprowadziłoby w końcu do złamania Modelu Standardowego.
Mion występuje również w innej anomalii. Głównym bohaterem, a może złoczyńcą w tym dramacie jest cząstka zwana kwarkiem B,
jedna z sześciu odmian kwarków, które składają się na cięższe cząstki, takie jak protony i neutrony.
Takie kwarki występują w dwukwarkowych cząstkach znanych jako mezony B.
Jednak te kwarki są niestabilne i mają skłonność do rozpadania się w sposób, który wydaje się naruszać Model Standardowy.
Niektóre rzadkie rozpady kwarka B obejmują łańcuch reakcji, kończący się innym, lżejszym rodzajem kwarku i parą lekkich cząstek zwanych leptonami,
elektronami lub ich pulchnymi kuzynami, mionami.
Model Standardowy utrzymuje, że elektrony i miony z równym prawdopodobieństwem pojawią się w tej reakcji.
(Istnieje trzeci, cięższy lepton, zwany tau, ale rozpada się zbyt szybko, aby można go było zaobserwować.)
Jednak dr Patel i jego koledzy odkryli więcej par elektronów niż par mionów, co narusza zasadę zwaną uniwersalnością leptonów.
To może być zabójca Modelu Standardowego.
Zgodnie z Modelem Standardowym i poprzednimi pomiarami masy, bozon W powinien ważyć około 80,357 miliarda elektronowoltów,
preferowaną przez fizyków jednostkę masy-energii. Dla porównania bozon Higgsa waży 125 miliardów elektronowoltów, czyli mniej więcej tyle, co atom jodu.
Ale pomiar W CDF, najdokładniejszy, jaki kiedykolwiek wykonano, okazał się wyższy niż przewidywano i wyniósł 80,433 miliarda.
Eksperymentatorzy obliczyli, że istnieje tylko jedna szansa na 2 biliony — w żargonie fizyki 7-sigma — że ta rozbieżność jest statystycznym błędem.
Opisane wyżej trzy anomalie i nadzieje teoretyków na rewolucję mogą wyparować przy większej ilości danych.
Ale dla optymistów wszystkie trzy wskazują ten sam zachęcający kierunek w kierunku ukrytych cząstek lub sił zakłócających znaną fizykę. (NYT)
Siema
_
Wszystkie wszechświaty są wieczne
