Beşinci Bir Kuvvet: Gerçek Veya Kurgu?

{h1}

Bazı fizikçiler yeni bir doğa gücünün keşfedilmiş olabileceğini iddia ediyorlar. Doğruysa, bu, ders kitaplarını yeniden yazmamız gerektiği anlamına gelir.

Don Lincoln, Amerika'nın en büyük Büyük Hadron Çarpıştırıcısı araştırma kurumu olan ABD Enerji Fermilab Departmanı'nda kıdemli bir bilim insanıdır. Ayrıca son zamanlarda yaptığı gibi halk için bilim hakkında yazıyorBüyük Hadron Çarpıştırıcısı: Higgs Boson'un Olağanüstü Hikayesi ve Zihnini Darbe Edecek Diğer Şeyler"(Johns Hopkins University Press, 2014). Onu takip edebilirsinizFacebook. Lincoln bu yazıya WordsSideKick.com’ın katkılarıyla katkıda bulundu. Uzman Sesler: Op-Ed & Insights.

Bilim ve internet huzursuz bir ilişki var: Bilim, veri ve teorinin dikkatli ve sıkıcı bir değerlendirmesiyle ilerlemeye eğilimlidir ve sürecin tamamlanması yıllar sürebilir. Buna karşılık, internet topluluğunun genel olarak "Finding Nemo" (ve şimdi "Finding Dory") 'un yokluğundaki balık olan Dory'nin dikkati çekiyor. Burada bir mem, burada ünlü bir resim var - oh, bak… komik bir kedi videosu.

Dolayısıyla, ciddi bir bilim dalıyla ilgilenen insanlar, paradigma değiştiren bir bilimsel keşif olduğunu iddia eden bir çevrimiçi hikayeyi okurken son derece ihtiyatlı olmalıdırlar. Yeni bir örnek, yeni bir doğa gücünün keşfedilmiş olabileceğini düşündürmektedir. Doğruysa, bu, ders kitaplarını yeniden yazmamız gerektiği anlamına gelir.

Bir fizikçi olarak, iddia üzerine disiplinli bir bilimsel ışık dökmek istiyorum.

[Higgs'in Ötesinde: Evrende Keşfedilebilecek 5 Elüsyon Parçacıkları]

Beşinci bir kuvvet

Peki, ne iddia edildi?

Bir grup Macar araştırmacı, 7 Nisan 2015 tarihinde yayınlanan bir makalede, bir grup Macar araştırmacının, ince lityum hedefleri üzerine yoğun bir proton (atomların merkezinde bulunan parçacıklar) ışını üzerine odaklandıkları bir çalışmada bildirdiler. Çarpışmalar, berilyum-8'in sıradan berilyum-8'e ve elektron-pozitron partiküllerinin çiftlerine çürüyen, berilyum-8'in heyecanlı çekirdeklerini yarattı. (Pozitron, elektronun antimadde eşdeğeridir.)

Standart Model, deneysel olarak gözlemlenen en küçük parçacık parçacıklarını ve enerji ile madde arasındaki etkileşimleri tanımlayan teorilerin toplanmasıdır.

Standart Model, deneysel olarak gözlemlenen en küçük parçacık parçacıklarını ve enerji ile madde arasındaki etkileşimleri tanımlayan teorilerin toplanmasıdır.

Kredi: Karl Tate, WordsSideKick.com Infographic Sanatçısı

Verilerinin, Parçacık fiziğini yöneten hükümdarlık modeli olan Standart Modeldeki bilinen fiziksel fenomenler ile açıklanamayacağını iddia etmişlerdir. Ancak, iddia ettikleri gibi, bir elektrondan 32.7 kat daha ağır olan ve bir protonun kütlesinin sadece yüzde 2'si kadar utangaç olan, yaklaşık 17 milyonluk bir elektron voltuna sahip yeni bir parçacık varsa, verileri açıklayabilirlerdi. Modern enerji standartlarına göre nispeten düşük olan bu enerji aralığında ortaya çıkan parçacıklar iyi çalışılmıştır. Ve bu enerji rejiminde yeni bir parçacık keşfedildiğinde çok şaşırtıcı olurdu.

Bununla birlikte, ölçüm akran değerlendirmesinden sağ kurtuldu ve 26 Ocak 2016'da, dünyanın en saygın fizik dergilerinden biri olan Physical Review Letters dergisinde yayınlandı. Bu yayında, araştırmacılar ve bu araştırma, etkileyici bir engel oluşturdu. [Bu da ne? Fizik Sorularınız Cevaplandı]

Ölçümleri, Kaliforniya Üniversitesi, Irvine (UCI) 'dan bir grup teorik fizikçinin dikkatini ona çevirene kadar az ilgi gördü. Teorisyenler genellikle tartışmalı bir fizik ölçümü ile uğraşırken, ekip bunu son yüzyılda toplanmış olan işin bedeni ile karşılaştırmış, yeni verilerin tutarlı olup olmadığını veya mevcut bilgi gövdesine uyup uymadığını görmek için karşılaştırmıştır. Bu durumda, yaklaşık bir düzine yayınlanmış araştırmaya bakmışlar.

Buldukları şey, ölçümün geçmişte yapılan çalışmalarla çelişmemesine rağmen, daha önce hiç gözlemlenmemiş bir şey gibi görünüyordu - ve Standart Model tarafından açıklanamayan bir şeydi.

Yeni teorik çerçeve

Macar ölçümünü anlamlandırmak için, bu grup UCI teorisyenleri yeni bir teori keşfettiler.

Irvine grubu tarafından icat edilen teori gerçekten oldukça egzotik. Onlar, olası yeni parçacığın, mevcut teori tarafından tarif edilmeyen bir şey olduğu şeklindeki makul mantıkla başlar. Bu mantıklıdır çünkü olası yeni parçacık çok düşük kütledir ve bilinen fizik tarafından yönetiliyorsa daha önce keşfedilmiş olurdu. Bu yeni fizik tarafından yönetilen yeni bir parçacık olsaydı, belki yeni bir güç söz konusu. Geleneksel olarak fizikçiler bilinen dört temel kuvvetden (yerçekimi, elektromanyetizm ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler) söz ettiğinden, bu varsayımsal yeni güç "beşinci kuvvet" olarak adlandırılmıştır.

Beşinci bir kuvvetin teorileri ve keşifleri, yeni verilerle ortaya çıkan ve ortadan kaybolan ölçümler ve fikirler ile birlikte, yıllarca süren bir geçmişe sahiptir. Öte yandan, sıradan fizik tarafından, örneğin karanlık madde gibi açıklanmayan gizemler vardır. Karanlık madde tarihsel olarak, yerçekimi ve bilinen diğer kuvvetlerin hiçbirinde deneyimlemeyen istikrarlı ve büyük bir parçacığın tek bir biçimi olarak modellenirken, karanlık maddenin sıradan maddenin yaşamadığı güçler yaşayamamasının bir nedeni yoktur. Sonuçta, sıradan madde deneyimleri, karanlık maddenin olmadığını, yani hipotezin o kadar saçma olmadığını söylüyor.

Karanlık madde, olağan maddenin tecrübe etmediği güçler yaşayamazdı. Burada, gökada kümesi Abell 3827'de, galaksinin çarpması sırasında kendisiyle etkileşim halinde olan karanlık madde gözlemlendi.

Karanlık madde, olağan maddenin tecrübe etmediği güçler yaşayamazdı. Burada, gökada kümesi Abell 3827'de, galaksinin çarpması sırasında kendisiyle etkileşim halinde olan karanlık madde gözlemlendi.

Kredi: ESO

Sadece karanlık maddeyi etkileyen kuvvetler hakkında birçok fikir vardır ve bu temel fikrin terimi “karmaşık karanlık madde” olarak adlandırılır. Ortak bir fikir, yalnızca karanlık madde tarafından taşınan karanlık bir yük ile etkileşime giren karanlık bir fotonun olmasıdır. Bu parçacık, alışılagelmiş elektrik yüküyle etkileşime giren sıradan maddenin fotonunun bir kara madde analoğu olup, bir istisnadır: Sıradan fotonlarla keskin kontrast içinde, karmaşık karanlık madde imbasının bazı teorileri kütleli koyu fotonlar. [Galeri: Evren Boyunca Karanlık Madde]

Karanlık fotonlar varsa, sıradan maddeyle (ve sıradan fotonlar) çiftleşebilir ve Macar araştırma grubunun araştırdığı şey elektron-pozitron çiftlerine dönüşebilir. Karanlık fotonlar sıradan elektrik yüküyle etkileşime girmediğinden, bu bağlanma sadece kuantum mekaniğinin vagası yüzünden gerçekleşebilir. Ama eğer bilim adamları elektron pozitron çiftlerinde bir artış görmeye başladılarsa, bu karanlık bir foton gözlemledikleri anlamına gelebilir.

Irvine grubu, daha önceki ölçümlerle dışlanmayan ve Macar sonucunu açıklayan "protophobik" bir parçacığı içeren bir model buldu. "Protophob" olan, "proton korkusu" anlamına gelen, nadiren veya asla protonlarla etkileşmeyen fakat nötronlarla (nötrofilik) etkileşime girebilen parçacıklar.

Irvine grubu tarafından önerilen parçacık, 12 femtometre aralığında veya protondan yaklaşık 12 kat daha büyük olan beşinci ve bilinmeyen bir kuvvetle karşılaşır. Parçacık protopfobik ve nötrofiliktir. Önerilen parçacık, 17 milyon elektron voltluk bir kütleye sahiptir ve elektron-pozitron çiftlerine dönüşebilir. Macar ölçümünü açıklamaya ek olarak, böylesi bir parçacık diğer deneylerde görülen bazı tutarsızlıkları açıklamaya yardımcı olacaktır. Bu son sonuç, fikre biraz ağırlık katıyor.

Paradigma kayması mı?

Yani bu durum.

Doğru olan nedir? Açıkçası, veri kraldır. Diğer deneyler, ölçümü doğrulamak veya reddetmek zorundadır. Başka hiçbir şey gerçekten önemli değil. Ama bu bir yıl kadar sürecek ve daha önce bir fikir sahibi olmak güzel olabilir. Bulgunun gerçek olma olasılığını tahmin etmenin en iyi yolu, ilgili çeşitli araştırmacıların itibarlarına bakmaktır. Bu, bilim yapmak için açık bir yoldur, ancak beklentilerinizi gölgelemeye yardımcı olacaktır.

Öyleyse Irvine grubuyla başlayalım. Bunların birçoğu (tipik olarak kıdemli olanlar) geçmişte sağlam ve sağlam belgelerle, iyi bilinen ve alanın üyeleridir. Grup, hem kıdemli hem de küçük üyelerle birlikte bir yaş aralığı içerir. Tam açıklamanın yararına, bazılarını şahsen tanıyorum ve aslında iki kişi, aptalca bir şey söylemediğimden emin olmak için halk için yazdığım kitap bölümlerinin teorik kısımlarını okudu. (Bu arada, herhangi bir püf noktası bulamadılar, ama belli noktalara açıklık getirmelerine yardımcı oldular.) Bu kesinlikle Irvine grubunun üyeleri için yüksek saygımı gösteriyor, ama muhtemelen benim fikrimi gösteriyor. Benim kararımda, yeni modellerini mevcut verilere göre karşılaştırmak konusunda tam ve profesyonel bir iş yaptılar. Var olabilecek küçük ve keşfedilmemiş olası kuramlar bulmuşlardır.

Öte yandan, teori oldukça spekülatif ve son derece olanaksızdır. Bu bir suçlama değil… önerilen tüm teoriler bu şekilde etiketlenebilir. Sonuçta, parçacık fiziğini yöneten Standart Model, neredeyse yarım yüzyılıdır ve iyice araştırılmıştır. Ayrıca, tüm yeni teorik fikirler spekülatif ve olanaksızdır ve neredeyse hepsi yanlıştır. Bu aynı zamanda bir suçlama değil. Yeni fenomenleri hesaba katmak için mevcut teorilere olası modifikasyonları eklemenin birçok yolu vardır. Hepsi doğru olamaz. Bazen önerilen fikirlerin hiçbiri doğru değildir.

Bununla birlikte, grup üyelerinin itibarından yeni bir fikir ürettiklerini ve ilgili tüm mevcut verilerle karşılaştırdıklarını söyleyebiliriz. Modellerini serbest bıraktıkları gerçeği, testlerinden kurtulduğu ve bu yüzden olanaksız olduğu takdirde güvenilir olduğu anlamına gelir.

Macar grubu ne olacak? Bunların hiçbirini kişisel olarak bilmiyorum, ancak makale Fiziksel Gözden Geçirme Mektuplarında yayınlandı - kazan sütununda bir tebeşir işareti. Bununla birlikte, grup, 12 milyon elektron voltluk bir kütleye sahip olası bir parçacık ve yaklaşık 14 milyonluk bir elektron voltuna sahip bir parçacığın keşfini iddia eden ikinci bir yayın da dahil olmak üzere, karşılaştırılabilir anomalilerin gözlemlendiği önceki iki kağıdı yayınlamıştır. Bu iddiaların her ikisi de diğer deneyler tarafından tahrif edildi.

Ayrıca, Macar grubu, bu hatalı iddialarla sonuçlanan bir hatanın yapıldığını hiçbir zaman tatmin edici bir şekilde açıklamamıştır. Başka bir olası kırmızı bayrak, grubun nadiren anormallik iddia etmeyen verileri yayınlamasıdır. Bu imkansız. Kendi araştırma kariyerimde, çoğu yayın mevcut teorileri doğruladı. Devam eden anomaliler çok, çok nadirdir.

Peki, sonuç nedir? Bu yeni olası keşif hakkında heyecanlı olmalısınız? Şey… tabi… olası keşifler her zaman heyecan verici. Standart Model yarım yüzyıla ait bir zaman testine dayanıyordu, ancak açıklanamayan gizemler var ve bilimsel topluluk her zaman bizi yeni ve gelişmiş bir teori doğrultusunda yönlendiren keşif arayışında. Fakat bu ölçüm ve teorinin, bilimsel dünyaya, 12 fm'lik bir yelpazeyi ve protonları parçalayan bir parçacıkla yeni bir gücü kabul etmesine yol açacak olasılıkları nelerdir? Benim düşüncem bu uzun bir atış. Bu sonucun şansı konusunda pek de iyi değilim.

Tabii ki, bu görüş sadece... bir fikir olsa da, bir bilinçli de olsa.Diğer deneyler aynı zamanda karanlık fotonları da araştırıyor olacaktı çünkü Macar ölçümü incelemeye açık olmasa bile, karanlık madde ile ilgili hala gerçek bir sorun var. Karanlık fotonları arayan birçok deney, Macar araştırmacıların bir anormallik bulduğunu iddia ettikleri aynı parametre alanını (örneğin enerji, kütle ve bozunma modları) keşfedecektir. Yakında (bir yıl içinde) bu anormalliğin bir keşif mi yoksa sadece veriyi daha iyi bir veri kaydedildiği için atılması için topluluğun geçici olarak heyecanlandığı başka bir çarpık olup olmadığını öğreneceğiz. Ve sonuç ne olursa olsun, iyi ve daha iyi bilim nihai sonuç olacaktır.

Facebook, Twitter ve Google + 'da Uzman Sesler konularını ve tartışmaları takip edin ve tartışmanın bir parçası olun. İfade edilen görüşler yazarın görüşleridir ve yayıncının görüşlerini yansıtmaz. Makalenin bu sürümü ilk olarak Canlı Bilim'de yayınlandı.


Video Takviyesi: Abd büyük kasırga - film değil gerçek inanılmaz görüntüler.




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com