CERN lagi "merasa" fizik baru

Dari pertengahan hingga akhir kuantum fizik abad kedua puluh telah dibongkar sekeping oleh sekeping teori bersatu fizik, yang dicadangkan oleh teori umum Einstein relativiti. fizik adalah tertakluk kepada graviti, tetapi hanya fizik kuantum boleh menggambarkan pemerhatian kecil. Sejak itu, ia terus tarik teori perang antara graviti dan tiga kuasa asas fizik ketika cuba untuk mengembangkan graviti atau fizik kuantum, bahawa seseorang itu boleh menyerap lain. ukuran baru-baru ini diterima daripada Large Hadron Collider, menunjukkan percanggahan antara ramalan Model Standard, yang boleh membayangkan sfera baru Alam Semesta KLIBOR digambarkan oleh fizik kuantum. Walaupun pengesahan anomali ini memerlukan ujian semula, pengesahan akan bermakna titik perubahan dalam penerangan paling asas kami fizik zarah hari ini.

CERN lagi

fizik Quantum telah mendapati bahawa tidak meson hancur ke dalam Kaon dan Muon seberapa kerap yang diperlukan oleh Model Standard. Mereka percaya bahawa peningkatan dalam kuasa Hadron Collider akan membuka jenis baru zarah yang bertanggungjawab untuk percanggahan ini. Walaupun perbezaan boleh menyebabkan kesilapan dalam data atau teori, dalam kes ini, bukan satu zarah baru ini mempertingkatkan LHC akan menjadi rahmat bagi beberapa projek di barisan hadapan dalam fizik.

model Standard

Model standard - ia adalah satu teori asas yang diuji fizik kuantum, yang menggambarkan tiga daripada empat interaksi asas yang dipercayai untuk mentadbir realiti fizikal kita. zarah kuantum datang dalam dua asas jenis: kuark dan lepton. Kuark terikat bersama-sama dalam pelbagai kombinasi untuk membentuk zarah seperti proton dan neutron. Proton, neutron dan elektron diketahui berkumpul di atom. "Keluarga Lepton" mempunyai versi yang lebih berat bagi elektron - seperti muon - dan kuark boleh diambil dalam beratus-ratus zarah komposit lain. Dua daripada mereka, lebih rendah dan K-meson, terlibat dalam kuantum detektif, yang menarik perhatian ahli-ahli sains. B-meson mereput melalui K-meson, diikuti muon (mu-) dan anti-muon (mu +).

anomali ini

Para saintis telah menemui kebarangkalian 2, 5 sigma, atau 1-80 bahawa jika tiada kesan yang tidak dijangka, iaitu, fizik baru, pengagihan yang lebih sesat daripada yang diperhatikan, akan kira-kira 1, 25% daripada kes-kes, kata Profesor Spencer Klein, Penyelidik Kanan pegawai Lawrence Berkeley makmal Kebangsaan. Klein tidak terlibat dalam kajian ini.

Ringkasnya, frekuensi pereputan daripada meson quark pelik dalam perlanggaran proton di LHC adalah lebih rendah daripada yang dijangkakan. "Menangkap ialah dengan 2, 5 sigma, atau data bit salah atau teori sedikit adalah salah, atau terdapat tanda-tanda bahawa sesuatu di luar Model Standard," kata Klein. "Saya yakin pada sesuatu yang salah satu daripada dua yang pertama."

Menurut pendapat Klein, sisihan ini tidak dapat dielakkan, memandangkan jumlah yang besar data yang komputer beroperasi dalam operasi dengan LHC. "Dengan set data petabaytovymi dengan BAC dan komputer moden, kita boleh menghasilkan sejumlah besar pengiraan saiz yang berbeza," kata Klein. "The LHC telah banyak beratus-ratus keputusan. Statistik, sebahagian daripada mereka boleh menunjukkan turun naik dalam sigma 2, 5 ". biasanya fizik zarah dijangka turun naik 5 sigma, sebelum menewaskan loceng.

Pemerhatian ini ganjil kedua juga tidak diambil dari siling. "Saya tertanya-tanya bagaimana pemerhatian ini kaitan dengan proses pengukuran ganjil lain yang melibatkan B-meson, yang dibuat pada tahun-tahun kebelakangan ini," kata Dr Tevong Yu, penulis bersama kajian dan penyelidik junior di Universiti Cambridge. "Pengukuran bebas kurang bersih, tetapi lebih penting. Kesimpulannya, peluang bahawa semua ukuran yang berbeza menyimpang dari model standard, adalah berhampiran dengan 1 dalam 16,000, atau 4 sigma, "katanya.

CERN lagi

Pengembangan model yang standard

Tidak termasuk kesilapan statistik atau teori Tevong suspek yang menyembunyikan kehadiran anomali zarah yang baru atau boson tolok leptoquarks baru. Di dalam meson lebih rendah pengujaan kuantum zarah baru boleh mengganggu kadar pereputan normal. Dalam kajian mereka, penyelidik membuat kesimpulan bahawa BAK dikemaskini boleh mengesahkan kewujudan zarah baru dan membuat naik taraf kuat kepada Model Standard dalam proses.

"Itu akan menjadi revolusi untuk pemahaman asas kita tentang alam semesta," kata Tevong. "Bagi fizik zarah, ini bermakna bahawa kita akan meningkatkan lapisan lanjut Alam Semula Jadi dan meneruskan perjalanan kepada asas yang paling asas. Ia akan menjadi penting bagi kosmologi, kerana ia adalah berdasarkan kepada pemahaman kita tentang teori asas alam semesta awal. Interaksi antara kosmologi dan fizik zarah telah sangat mendapat anak dalam masa lalu. Bagi perkara gelap, jika ia timbul daripada sektor fizikal baru yang sama, yang dibina leptoquarks, kita boleh juga mencari tanda. "

Pengetahuan - kuasa

Sehingga kini, saintis dari LHC diperhatikan hanya hantu dan anomali yang membayangkan zarah yang wujud pada tahap tenaga yang tinggi. Dalam usaha untuk membuktikan kewujudan mereka, keperluan fizik 'untuk mengesahkan tanda-tanda tidak langsung, dan untuk ini, ia adalah perlu untuk menunggu sehingga percubaan LHCb tidak akan mengumpul lebih banyak data pada pereputan B, untuk membuat ukuran yang lebih tepat, "kata Tevong. "Kami juga mendapat pengesahan bebas daripada eksperimen lain, Belle II, yang akan dirasai dalam tempoh beberapa tahun akan datang. Lagipun, jika pengukuran pereputan B masih bertentangan dengan ramalan Model Standard, kami pasti bahawa bermain sesuatu di luar Model Standard. " Untuk menentukan kewujudan zarah baru, ahli fizik perlu untuk membuat mereka serta meson lebih rendah atau boson Higgs, dan memerhati kerosakan mereka. Hakikat bahawa mereka tidak pernah melihat zarah eksotik seperti di LHC (buat masa ini), yang bermaksud bahawa mereka boleh menjadi terlalu berat untuk pengeluaran mereka memerlukan lebih banyak tenaga.

CERN lagi

lonjakan untuk BAC

Pencarian zarah baru di LHC tidak bergantung kepada jangkaan. Kebarangkalian memerhatikan fenomena baru adalah berkadar terus dengan bilangan zarah, terbunuh dalam pertempuran. "Lebih banyak zarah ada iaitu, semakin tinggi peluang yang kita akan melihat tepat pada latar belakang banyak acara-acara lain dalam pertembungan ini," jelas Tevong. Pencarian zarah baru, beliau mengibaratkan pencarian jarum dalam sisa rumput kering; lebih mudah untuk mencari jarum dalam sisa rumput kering, yang penuh dengan jarum.

Jika keabnormalan disahkan, model standard akan perlu berubah. Walau bagaimanapun, peningkatan tenaga dan sejauh mana generasi akan datang akan menyesuaikan collider. Mungkin dan mendapatkan dengan perkara itu gelap. Dan di sana, merenung, akan menggabungkan semua interaksi ini antara pelbagai anomali dalam teori yang bersatu dan elegan.