Makinede Hayalet: Atom Smasher'In 'Yeni Parçacık' Yanılsamasıydı

{h1}

2015 yılının aralık ayında, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcı bilim adamları, yepyeni bir parçacıkla ilgili bir ipucu gördüklerini düşündüler, ancak bulguların istatistiksel bir fluke olduğu ortaya çıktı.

Kayıp anahtarlarınız için yüksek ve düşük arama yaparken, bazen onları görmediğiniz yerler, nerede olabileceğini daraltmanıza yardımcı olabilir. Bilimde, yeni fizik arayışı genellikle benzer bir yol alır.

Aralık 2015'te, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcılarından biri olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) bilim adamları, yepyeni bir parçacığın ve bununla birlikte bilim adamlarının şu an bittiği şeyin ötesinde bir fiziğin penceresini görebileceğini düşündüler. Ancak bulguların hayalet olduğu ortaya çıktı, istatistiksel bir fluke.

Ancak, olumsuz sonuçlara rağmen, uzmanların, parçacık fiziği ile ilgili teoriler üzerinde durmak bilhassa iyi çalıştığını gösteren hiçbir şeyin bulunmadığı gerçeğini ifade etti. Ancak bu sonuç sadece fizikçilerin çözmeye çalıştığı gizemleri derinleştiriyor ve onları yeni parçacıkların veya kuvvetlerin nerede saklanabileceğini bulmak için onları zorluyor. [Fizikte En Büyük 9 Çözünmeyen Gizem]

“Kötü haber, [ölçümler] hiçbir şey göstermiyor,” diyor teorik fizikçi Matt Strassler. “İyi haber, hiçbir şey göstermemek için gerçekten iyi bir iş yaptı.”

Kendisi yakın zamanda Strassler, bu sonuçlardan ya da eksikliklerinden öğrenilebilenler konusunda LHC'yi işleten Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'ne (CERN) bir konuşma yaptı. Strassler, WordsSideKick.com'a “Bir şey görmeye çalışırken şaşıyorsanız, bazen bir şey göreceksiniz ve bazen bir yanılsama olacaktır” diyor.

Yüksek enerjili çarpışmalar

LHC, 17 mil uzunluğunda (27 kilometre) bir halka içinde proton akımlarını dolaştırmak için yaklaşık 9,600 büyük mıknatıs kullanmaktadır. Bu protonlar ışığın hızına yakın hızlandırılır ve sonra birlikte parçalanır. Ortaya çıkan çarpışmalar, maddenin yapı taşlarıyla ilgili ipuçları sağlayabilecek olan atom altı parçacıkların ve radyasyonun kaskadlarını açığa çıkarır.

Yükseltmeler için iki yıllık bir aradan sonra LHC geçtiğimiz yıl tekrar ateşlendi, bu sefer daha yüksek enerjilerde koşuyordu.

Aralık ayında bilim adamlarının bulduğu şey, ATLAS ve diğeri CMS olarak adlandırılan iki algılama sisteminin, enerji olaylarında "olaylar" a karşı merak uyandırdığı bulundu. (Olaylar esas olarak foton veya parçacıkların tespitidir.)

Yumru, bilim adamlarının ilgisini çekecek kadar büyüktü. Gerçek olursa, hiç kimsenin daha önce 750 milyar elektron volt (GeV) enerjisinde gördüğü bir parçacığın kanıtı olabilirdi. LHC'nin mevcut çalışması sırasında, yaklaşık 13 trilyon elektron volt (TeV) enerjisine ulaşabilir.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki ATLAS deneyi, makinenin iki büyük çok amaçlı dedektöründen biridir.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki ATLAS deneyi, makinenin iki büyük çok amaçlı dedektöründen biridir.

Kredi: CERN

Enkazdan gelen veriler

Birlikte parçalandığında, protonların taşıdığı enerji, her biri karakteristik bir enerjiye sahip olan parçacıklara dönüşecektir. Bu parçacıkların çoğu, kısa ömürlüdür ve diğer parçacıklara ve fotonlara dönüşür.

Bu nedenle, parçacık tespitleri genellikle dolaylıdır. Bilim adamları, diğer parçacıkların kütlesini nasıl elde ettiklerini açıklamak için düşünülen temel parçacık olan Higgs bozonu keşfettiklerinde, 2012'de olan şey buydu. Ve bu yüzden en son çarpma çok ilgi çekiciydi.

Ancak, Aralık ayından bu yana toplanan CMS'den yeni veriler, SLAC Ulusal Hızlandırıcı'nın teorik fizikçisi Michael Peskin, 750 GeV çarpmasının muhtemelen bir yanılsama olduğunu, bunun gibi deneylerde ortaya çıkan türün istatistiksel bir eseri olduğunu gösteriyor. Laboratuar. [Higgs'in Ötesinde: Evrende Keşfedilebilecek 5 Elüsyon Parçacıkları]

Hatta Aralık ayında bile, bazı fizikçiler - aralarında Peskin - şüpheleri vardı. LHC'de çalışan ekiplerin, etkili bir şekilde bir tane yayınlamadıklarını belirten bir bildiri yayınladığını belirtti. Peskin, "Açıklamada, istatistiki önemin bir gözlemi rapor etmek için çok düşük olduğu" belirtildi.

Ancak bu, işe yaramaz bir sonuç olduğu anlamına gelmiyor, dedi Strassler. Ayrıca, gözlemin neyin yanlış olabileceği ve dikkate değer olmadığı hakkında teorileştiren makalelerin kastı anlamına da gelmiyor. Bu tür çalışmalar genellikle yol boyunca önemli bilgiler verebilir.

“Hiçbir şeyin kaçırılmadığından emin olma süreci bir şey keşfetmekten daha uzun sürecek” dedi. "Bazen 750 GeV'deki şeyler, henüz keşfedilmemiş olan 10 kat daha küçük bir parçacıkla ilgili olabilir."

Parlak tarafında

Bunun gibi olumsuz sonuçlar da önemlidir, çünkü güncel teorilerle ilgili kavramsal problemlerin nerede olabileceğini gösterirler. Bu durumda, teori, evreni oluşturan atom altı parçacıkların eğilimlerini tanımlayan fizikteki hakimiyet teorisi olan Standart Model'dir. [Tuhaf Fizik: Doğada Havalı Küçük Parçacıklar]

Ancak karanlık madde gibi, evrendeki maddenin yüzde 85'ini oluşturduğu düşünülen görünmez şeyler gibi olgular, Standart Modelin tamamlanmadığını ileri sürmektedir. Ve fizikçiler ve kozmologlar, evrenin antimaddeden ziyade madde tarafından neden egemen olduğunu açıklayan zor bir zamana ya da şeyleri kitlesine veren Higgs alanının neden bu kadar güçlü olduğudur.

Peskin, "Higgs bozonu için," Bu şekilde olduğu gibi "demek zorunda kalıyoruz. "Ve bunu söylemeyi sevmiyorum." Bunun bir sebebi olmalı, Higgs alanının yaptığı gibi göründüğünü ve Standart Modelin kendi başına cevap vermediğini ekledi.

Olumsuz sonuçların alınabileceği yer burasıdır.Örneğin, Standart Modelde süper-simetri veya SUSY olarak adlandırılan bir şey öneren birçok uzantı vardır. Bu teoriler, her parçacığın henüz keşfedilmemiş bir ortak parçacığı olduğunu söylüyor. Böyle ortakların varlığı, fizikçilerin Higgs bozonunun neden onun değerine sahip olduğunu anlamasına yardımcı olacaktır (ve Higgs'e de süpersimetrik bir ortak olduğunu öngörmektedir).

Peskin, yıllar içinde olumsuz sonuçların SUSY modellerini daraltmasına yardımcı olduğunu belirtti. “Temelde 2000'lerin ortalarındaki masadaki her SUSY modeli artık dışlanmış” dedi. Bu SUSY'nin yanlış olduğu anlamına gelmez, ancak araştırmacıların teorik çalışmayı odaklamalarına yardımcı olur.

Tarih dersleri

Bilim tarihi, daha fazla anlayışa yol açan birtakım olumsuz sonuçları kaydeder. 1887'de Albert Michelson ve Edward Morley, ışık dalgaları taşıdığı düşünülen, önerilen bir maddeyi bulmak için bir deney yaptılar. Eğer yardımcı madde mevcutsa, ışığın hızı kirişin yönüne bağlı olarak değişmiş olmalıdır. Yıllar sonra, Albert Einstein, negatif sonucunu, görelilik kuramının bir parçası olarak kullandı, ki bu da, ışık hızının tüm referans çerçevelerinde aynı tutulması için değişen uzay-zamanın kendisi olduğunu söylüyor.. [Einstein'ın Gerçek Hayattaki Görelilik Kuramı'nı Görebileceğiniz 8 Yol]

Mesele, insanların ışık dalgalarını kavrama biçimleriydi. “Belki [ışık] dalgaları, bildiğimiz diğer dalgalardan farklıydı,” diyor Strassler, içinden geçecek bir ortama ihtiyaç duymadılar.

Strassler, kimsenin henüz bu tür bir temel atılım yapmadığını belirtti. Örneğin, Michelson-Morley örneğinde, ışık dalgalarının bir ortama gerek duymadığını fark ediyordu. Parçacık fizikçileri için, içgörünün ne olması gerektiği bile net değil. Problemin teknik olması ve bilim adamlarının yeni parçacıkları bulmak için daha iyi hızlandırıcılara ve dedektörlere ihtiyaç duymaları mümkündür. Veya Strassler, Michelson ve Morley için olduğu gibi kavramsal olabilirdi.

Bazı fizikçiler, negatif sonuçların, sadece istatistiksel bir hayalet olmaktan öteye hiçbir önemi olmayacağını söylüyorlar. "Standart Modelin tam bir teori olmadığını ve bunun bir miktar enerji ölçeğinde uzatılması gerektiğini biliyoruz. Ancak, teorik olarak, milyonlarca olası uzantı var ve doğru olan deneyden bir ipucuna ihtiyacımız var." Paris'teki Centre National de la Recherche Scientifique'de (CNRS) teorik bir parçacık fiziği uzmanı olan Adam Falkowski ve 750 GeV çarpmanın etkilerini anlatan bir makalenin ortak yazarı olduğunu söyledi.

Yine de sonuç, bazı yönlerden yardımcı olabileceğini belirterek, Illinois'deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırma görevlisi olan Nhan Tran'ın “Orada olmayanlar hakkındaki bilgimize katkıda bulunduğunu” söyledi. "Bakmamız gereken yere odaklanmamıza yardım etmek."

Onun için Peskin, LHC'deki mevcut deneylerle karşılaştırmayı önerdi ve önerilen işin biraz abartılmış olduğunu bulmak için erken çalışma olduğunu söyledi. “Michelson [ve] Önceki teoriyi çoktan havaya uçurdu” dedi. Standart Model daha sıkı bir zemin üzerinde, dedi. Ancak, bunun gibi sonuçların SUSY gibi fikirlerden daha az emin olmasını sağladığını ekledi. "Salı, perşembe ve cumartesi günleri, buna inanıyorum" dedi. "Diğer günlerde, bunun bir şey olabileceğini düşünüyorum."

Peskin, aynı zamanda LHC'nin yeni ve güçlü bir araç olduğunu söyledi. “SUSY parçacıklarını tespit edebilme kabiliyetimiz çok daha güçlü” dedi. "Eğer orada olduklarına inanıyorsanız, önümüzdeki yıl içinde ortaya çıkabilir."

Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.


Video Takviyesi: .




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

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com