Πέρασαν ακριβώς 40 χρόνια από την ανακάλυψη στο CERN ενός νέου τύπου ρεύματος, που ονομάστηκε ουδέτερο ασθενές ρεύμα (neutral current). Δεν επρόκειτο για κάποιο ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο, αλλά για μία άμεση απόδειξη για την ύπαρξη κι άλλης μίας δύναμης στη φύση, που πήρε το όνομα ασθενής δύναμη (ασθενής αλληλεπίδραση).Το αποτέλεσμα αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη δύο νέων σωματιδίων, των μποζονίων W και Ζ, τα οποία είναι και οι φορείς της ασθενούς δύναμης, εγκαινιάζοντας τις μεγάλες ανακαλύψεις του CERN, οι οποίες και οδήγησαν στην ανακάλυψη(;) του μποζονίου Χιγκς, μόλις πέρυσι, συμπληρώνοντας έτσι το παζλ του Καθιερωμένου Προτύπου.Για την παρατήρηση αυτού του νέου είδους ρεύματος, χρειάστηκε ένας θάλαμος φυσαλίδων, με το όνομα Gargamelle (φωτο), μια κυλινδρική κατασκευή, που ζύγιζε περίπου 1000 τόνους, γεμάτη με 12 κυβικά μέτρα υγρό φρέον, ειδικά κατασκευασμένη για την ανακάλυψη του ασθενούς ρεύματος, μιας διαδικασίας που είχε προβλεφθεί τη δεκαετία του ’60, ανεξάρτητα, από τρεις φυσικούς: τους Sheldon Glashow, Abdus Salam και Steven Weinberg.Οι τρεις θεωρητικοί, είχαν φτάσει στο συμπέρασμα πως χρειαζόταν ένα νέο σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο θα ήταν ο φορέας της νέας αυτής δύναμης, η οποία ευθύνεται για τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα των ατόμων. Το νέο σωματίδιο, ονομάστηκε μποζόνιο Ζ, και ήταν κομμάτι μια θεωρίας που μετέπειτα ονομάστηκε ηλεκτρασθενής, καθώς ενοποιούσε τον ηλεκτρομαγνητισμό με την ασθενή δύναμη, εντάσσοντάς τες στο πλαίσιο μιας κοινής θεωρίας.Στη φύση, υπάρχουν δύο ειδών σωματίδια: αυτά από τα οποία αποτελείται η ύλη, τα οποία ονομάζονται φερμιόνια (κουάρκ, ηλεκτρόνιο, νετρίνα) επειδή υπακούουν στη στατιστική Fermi-Dirac, και εκείνα που φέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις, τα μποζόνια (φωτόνιο, γκλουόνια, W, Z, Χιγκς, γκραβιτόνιο) που ακολουθούν τη στατιστική Bose-Einstein. Η ανακάλυψη των W, Z έγινε με την παρατήρηση δύο φαινομένων που προέβλεπε η νέα θεωρία: την αλληλεπίδραση ενός νετρίνο με ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο υγρό φρέον, και τη σκέδαση ενός νετρίνο σε ένα πρωτόνιο ή νετρόνιο. Τον Ιούλιο του 1973, είχαν παρατηρηθεί 166 συμβάντα της δεύτερης περίπτωσης, κι ένα συμβάν με ηλεκτρόνιο, τα οποία άνοιγαν το δρόμο για την απόδειξη της ηλεκτρασθενούς θεωρίας.Χρειάστηκαν ακόμη 10 χρόνια, μέχρι το 1983 και τα πειράματα UA1 και UA2 ώστε να διαπιστωθεί με απόλυτη σιγουριά η ύπαρξη των μποζονίων W και Z, χαρίζοντας στους τρεις θεμελιωτές της θεωρίας το Νόμπελ Φυσικής, και υποδεικνύοντας στην κοινότητα των θεωρητικών φυσικών, πως βρίσκονταν στο σωστό δρόμο για την περιγραφή της φύσης.Δες κι εδώ.
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΚαθιερωμένοΠρότυπο. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΚαθιερωμένοΠρότυπο. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
24 Ιουλίου 2013
Ουδέτερο ασθενές ρεύμα και ασθενής δύναμη
Πέρασαν ακριβώς 40 χρόνια από την ανακάλυψη στο CERN ενός νέου τύπου ρεύματος, που ονομάστηκε ουδέτερο ασθενές ρεύμα (neutral current). Δεν επρόκειτο για κάποιο ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο, αλλά για μία άμεση απόδειξη για την ύπαρξη κι άλλης μίας δύναμης στη φύση, που πήρε το όνομα ασθενής δύναμη (ασθενής αλληλεπίδραση).Το αποτέλεσμα αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη δύο νέων σωματιδίων, των μποζονίων W και Ζ, τα οποία είναι και οι φορείς της ασθενούς δύναμης, εγκαινιάζοντας τις μεγάλες ανακαλύψεις του CERN, οι οποίες και οδήγησαν στην ανακάλυψη(;) του μποζονίου Χιγκς, μόλις πέρυσι, συμπληρώνοντας έτσι το παζλ του Καθιερωμένου Προτύπου.Για την παρατήρηση αυτού του νέου είδους ρεύματος, χρειάστηκε ένας θάλαμος φυσαλίδων, με το όνομα Gargamelle (φωτο), μια κυλινδρική κατασκευή, που ζύγιζε περίπου 1000 τόνους, γεμάτη με 12 κυβικά μέτρα υγρό φρέον, ειδικά κατασκευασμένη για την ανακάλυψη του ασθενούς ρεύματος, μιας διαδικασίας που είχε προβλεφθεί τη δεκαετία του ’60, ανεξάρτητα, από τρεις φυσικούς: τους Sheldon Glashow, Abdus Salam και Steven Weinberg.Οι τρεις θεωρητικοί, είχαν φτάσει στο συμπέρασμα πως χρειαζόταν ένα νέο σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο θα ήταν ο φορέας της νέας αυτής δύναμης, η οποία ευθύνεται για τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα των ατόμων. Το νέο σωματίδιο, ονομάστηκε μποζόνιο Ζ, και ήταν κομμάτι μια θεωρίας που μετέπειτα ονομάστηκε ηλεκτρασθενής, καθώς ενοποιούσε τον ηλεκτρομαγνητισμό με την ασθενή δύναμη, εντάσσοντάς τες στο πλαίσιο μιας κοινής θεωρίας.Στη φύση, υπάρχουν δύο ειδών σωματίδια: αυτά από τα οποία αποτελείται η ύλη, τα οποία ονομάζονται φερμιόνια (κουάρκ, ηλεκτρόνιο, νετρίνα) επειδή υπακούουν στη στατιστική Fermi-Dirac, και εκείνα που φέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις, τα μποζόνια (φωτόνιο, γκλουόνια, W, Z, Χιγκς, γκραβιτόνιο) που ακολουθούν τη στατιστική Bose-Einstein. Η ανακάλυψη των W, Z έγινε με την παρατήρηση δύο φαινομένων που προέβλεπε η νέα θεωρία: την αλληλεπίδραση ενός νετρίνο με ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο υγρό φρέον, και τη σκέδαση ενός νετρίνο σε ένα πρωτόνιο ή νετρόνιο. Τον Ιούλιο του 1973, είχαν παρατηρηθεί 166 συμβάντα της δεύτερης περίπτωσης, κι ένα συμβάν με ηλεκτρόνιο, τα οποία άνοιγαν το δρόμο για την απόδειξη της ηλεκτρασθενούς θεωρίας.Χρειάστηκαν ακόμη 10 χρόνια, μέχρι το 1983 και τα πειράματα UA1 και UA2 ώστε να διαπιστωθεί με απόλυτη σιγουριά η ύπαρξη των μποζονίων W και Z, χαρίζοντας στους τρεις θεμελιωτές της θεωρίας το Νόμπελ Φυσικής, και υποδεικνύοντας στην κοινότητα των θεωρητικών φυσικών, πως βρίσκονταν στο σωστό δρόμο για την περιγραφή της φύσης.Δες κι εδώ.12 Νοεμβρίου 2012
Το τέλος της Υπερσυμμετρίας;
Διαβάζω ότι μια από τις πιο σπάνιες «μεταμορφώσεις» στον κόσμο των σωματιδίων εθεάθη για πρώτη φορά «live» στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN και ανάβει φωτιές (λες;) ποικιλοτρόπως στον κόσμο της Σωματιδιακής Φυσικής και όχι μόνο. Η πρωτοφανής στα ανθρώπινα μάτια διάσπαση ενός μεσονίου Bs (δες κι εδώ) σε ένα μιόνιο και ένα αντιμιόνιο προσφέρει μια «γερή» επιβεβαίωση στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Ταυτοχρόνως όμως καταφέρει ένα ακόμη πλήγμα στην Υπερσυμμετρία, τη «σούπερ» θεωρία που έχει προταθεί για τη συμπλήρωση των κενών του Καθιερωμένου Προτύπου, αλλά ακόμη δεν έχει βρει την απόδειξή της. Περισσότερα εδώ, εδώ.
11 Σεπτεμβρίου 2012
Δημοσιεύτηκαν οι μελέτες για την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs
Δύο
ιστορικές δημοσιεύσεις για την επιβεβαίωση της ύπαρξης του μποζόνιου
του Χιγκς, "Παρατήρηση ενός νέου μποζονίου μεμάζα 125 GeV με το πείραμα CMS στον LHC" και "Παρατήρηση ενός νέου σωματιδίου στην αναζήτηση του μποζονίου Χιγκς στο Καθιερωμένο Μοντέλο με τον ανιχνευτή ATLAS στον LHC" δημοσιεύτηκαν στην έγκριτη επιθεώρηση Physics
Letters B και είναι διαθέσιμες στην υπηρεσία ScienceDirect.Μεταξύ των εκατοντάδων ερευνητών που υπογράφουν τις δύο νέες δημοσιεύσεις
βρίσκονται και αρκετοί Έλληνες φυσικοί από τα πανεπιστήμια Αθηνών, Ιωαννίνων και Θεσσαλονίκης, το Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο
(ΕΜΠ) καθώς και από το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος».Στο Physics
Letters B, Volume 12, Issue 2, 15 September 1964, Pages 132–133 είχε πρωτοδημοσιευτεί και η μελέτη του P.W. Higgs "Broken symmetries, massless particles and gauge field".
Πηγή:http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=474384
Πηγή:http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=474384
30-11-2012 "Person of the Year"...
14-3-2013 CERN (...) Having analysed two and a half times more data than was available for the discovery announcement in July, they find that the new particle is looking more and more like a Higgs boson, the particle linked to the mechanism that gives mass to elementary particles. It remains an open question, however, whether this is the Higgs boson of the Standard Model of particle physics, or possibly the lightest of several bosons predicted in some theories that go beyond the Standard Model. Finding the answer to this question will take time(...)
14-3-2013 CERN (...) Having analysed two and a half times more data than was available for the discovery announcement in July, they find that the new particle is looking more and more like a Higgs boson, the particle linked to the mechanism that gives mass to elementary particles. It remains an open question, however, whether this is the Higgs boson of the Standard Model of particle physics, or possibly the lightest of several bosons predicted in some theories that go beyond the Standard Model. Finding the answer to this question will take time(...)
5 Ιουλίου 2012
Βρέθηκε το Higgs!
Βρέθηκε το Higgs; Έτσι φαίνεται, αν και δεν υπήρξε επίσημη ανακοίνωση και η αναφορά υποστηρίζει ότι "CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson"- παρόλο που στο CERN ανοίχτηκαν σαμπάνιες. Το νέο σωματίδιο συμμετέχει σε πλήθος αντιδράσεων, δύο μεταξύ των οποίων είναι η διάσπαση σε δύο φωτόνια και η διάσπαση σε δύο σωματίδια Z, τα σωματίδια φορείς της ηλεκτρομαγνητικής και ασθενούς δύναμης αντίστοιχα, γεγονός που υποδεικνύει πως πρόκειται όντως για μποζόνιο, φορέα κάποιου πεδίου. Για να φτάσουν στο απαραίτητο επίπεδο αποδεκτής πιθανότητας και να είναι σίγουροι πως πρόκειται για το Higgs, οι επιστήμονες θα χρειαστούν ίσως αρκετούς μήνες εντατικών προσπαθειών. Έτσι, στο πλαίσιο σεμιναρίου, το CERN επιβεβαίωσε τις φήμες πγια την εύρεση ενός νέου σωματιδίου στην περιοχή ενεργειών που αναμένεται να βρίσκεται και το σωματίδιο Higgs – περίπου 125 GeV. Οι επιστήμονες των δύο μεγάλων πειραμάτων που λαμβάνουν χώρα στο CERN, τα CMS και ATLAS παρουσίασαν τα τελευταία ευρήματα στην έρευνα για το Higgs, το πρωί της Τετάρτης 4 Ιουλίου.Τα αποτελέσματα από τον ανιχνευτή CMS προηγήθηκαν, με την παρουσίαση του φυσικού Joe Incadela (δες εδώ) να καταλήγει ότι «βρέθηκε ένα νέο μποζόνιο, στην περιοχή των 125.3 +- 0.6 Gev, με μία πιθανότητα 4.9 σίγμα», που μεταφράζεται σε περίπου 99.9999% συνολική πιθανότητα να υπάρχει το συγκεκριμένο σωματίδιο. Πιο συγκεκριμένα, ανακοίνωσαν πως τα στοιχεία που έχουν ήδη επεξεργαστεί είναι περισσότερα συγκριτικά με την τελευταία ανακοίνωση του Δεκεμβρίου και χρησιμοποιώντας αντιδράσεις που έφταναν τα 8 TeV σε σχέση με τα 7 ΤeV της περσινής χρονιά. Στα 8 ΤeV το Higgs είναι 35% πιθανότερο να εμφανιστεί σε κάποια αντίδραση, παρουσιάζοντας μια μεγαλύτερη γκάμα αντιδράσεων στις οποίες συμμετέχει. Τα αποτελέσματα από το πείραμα ATLAS, είναι επίσης υποστηρικτικά για την ύπαρξη του νέου σωματιδίου, και δίνουν ενέργεια 125.5 GeV με πιθανότητα 5 σίγμα. Αναλύοντας περισσότερα στοιχεία από τις συγκρούσεις πρωτονίων που μελετούν στο CERN, οι επιστήμονες πιστεύουν πως σύντομα θα μπορέσουν να πουν πως είναι απόλυτα σίγουροι για την ανακάλυψη. Δεδομένου πάντως πως το νέο σωματίδιο συμμετέχει σε αντιδράσεις οι οποίες είναι οι αναμενόμενες για τα μποζόνια, των σωματιδίων εκείνων δηλαδή που φέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις τις φύσης θα πρέπει να πρόκειται για θέμα χρόνου η ταυτοποίηση του νέου σωματιδίου με το λεγόμενο «σωματίδιο του Θεού» (περισσότερα εδώ, εδώ, εδώ). Στην παρουσίαση των ευρημάτων παρευρισκόταν και ο ίδιος ο Peter Higgs, όπως επίσης και οι άλλοι 4 διακριθέντες επιστήμονες που συμμετείχαν τη δεκαετία του ‘60 στην ανακάλυψη αυτού που σήμερα ονομάζεται πεδίο Higgs: οι Francois Englert, Tom Kibble, Gerald Guralnik και Carl Hagen.
Δες και "Το μποζόνιο Higgs και ο επιταχυντής LHC με αριθμούς".
11-9-2012 Δημοσιεύτηκαν οι μελέτες για την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs
24 Απριλίου 2012
Ο Γιάννης Ηλιόπουλος για τη φυσική και την κοινωνία
Μια συζήτηση – συνέντευξη με τον διακεκριμένο Έλληνα φυσικό Γιάννη Ηλιόπουλο, από τους συντελεστές του Καθιερωμένου Μοντέλου, στην εκπομπή της ΕΤ1 «‘Ωραίοι ως Έλληνες».
via Αντίφωνο on vimeo
8 Σεπτεμβρίου 2011
To Καθιερωμένο Πρότυπο, το μποζόνιο Higgs και επέκεινα
Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) της σωματιδιακής φυσικής είναι η καλύτερη θεωρία που έχουν αυτή τη στιγμή οι φυσικοί για να περιγράψουν τα βασικά συστατικά του Σύμπαντος. Περιγράφει τις ισχυρές, ασθενείς και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, όπως και τα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. Υποστηρίζει ότι τα πάντα γύρω μας είναι φτιαγμένα από σωματίδια, τα κουάρκ και τα λεπτόνια, ενώ οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις) επιδρούν σε αυτά. Ανεπτύχθητε ανάμεσα στην περίοδο 1970 - 1973, είναι ουσιαστικά μια κβαντική θεωρία πεδίου, η οποία στηρίζεται στην κβαντική μηχανική και στην ειδική θεωρία της σχετικότητας. Μέχρι σήμερα, σχεδόν όλα τα πειραματικά αποτελέσματα πάνω στις τρεις αλληλεπιδράσεις που περιγράφονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο, συμφωνούν με τις θεωρητικές προβλέψεις. Όμως, το Καθιερωμένο Πρότυπο δεν είναι μια πλήρης θεωρία στοιχειωδών αλληλεπιδράσεων, κυρίως επειδή δεν περιγράφει την βαρυτική αλληλεπίδραση (δες εδώ κι εδώ). Για παράδειγμα, αν τα μόνα συστατικά του Σύμπαντος είναι τα σωματίδια και οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις, τότε όλα τα σωματίδια θα πρέπει να ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, αντίθετα με ό,τι παρατηρείται. Για να τα επιβραδύνουν, οι θεωρητικοί φυσικοί υποθέτουν την ύπαρξη ενός μυστηριώδους, πανταχού παρόντος και άγνωστου μέχρι σήμερα πεδίου Higgs. Επίσης, οι φυσικοί τώρα αντιλαμβάνονται ότι το 96% του Σύμπαντος δεν είναι φτιαγμένο από τη συνηθισμένη ύλη και επομένως αυτή η νέα μορφή ύλης δε χωράει στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Πώς θα αναβαθμιστεί το Καθιερωμένο Πρότυπο για να απαντήσει σε αυτό είναι ένα ανοικτό πρόβλημα, που αναμένεται να απαντηθεί από σύγχρονα και μελλοντικά πειράματα (δες κι εδώ). Επί του παρόντος τόσο οι φυσικοί του του επιταχυντή Tevatron του εργαστηρίου Fermilab των ΗΠΑ όσο και οι συνάδελφοί τους του επιταχυντή LHC του CERN στην Ευρώπη, ελπίζουν στην ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς (Higgs boson) μια και στην αντίθετη περίπτωση, δηλαδή αν αποκλειστεί η ύπαρξή του, μέλλει να προκληθεί(;) μεγάλη αναστάτωση στην επιστημονική κοινότητα (μεγαλύτερη ακόμα και από το αν το σωματίδιο βρεθεί), καθώς οι φυσικοί θα υποχρεωθούν να επανεξετάσουν από την αρχή το κυρίαρχο Καθιερωμένο Πρότυπο…(δες εδώ κι εδώ, εδώ).
26 Μαΐου 2011
To ηλεκτρόνιο είναι ολοστρόγγυλο!
Η πιο ακριβής, μέχρι στιγμής, μέτρηση του σχήματος του ηλεκτρονίου έδειξε ότι είναι σχεδόν τέλεια σφαιρικό- και όχι ωοειδές- και μάλλον είναι μακράν η πιο τέλεια σφαίρα του Σύμπαντος! Οι ερευνητές, με επικεφαλής τους J.J. Hudson και E.A. Hinds του Τμήματος Φυσικής του Imperial College του Λονδίνου, εκτιμούν ότι μια μικροσκοπική διαφορά (μόλις 1.0 x 10-29 m ή λιγότερο από το ένα δισεκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυ-ριοστού του ενός δισεκατομμυριοστού του ενός εκατοστόμετρου) εμποδίζει το ηλεκτρόνιο από το να είναι ολοστρόγγυλο. Έτσι, αν το ηλεκτρόνιο είχε το μέγεθος του ηλιακού συστήματος (λέμε τώρα...), το σχήμα του θα απέκλινε από την τέλεια σφαίρα, όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!Οι ερευνητές τόνισαν ότι οι νέες μετρήσεις του ηλεκτρονίου, που πήραν πάνω από μια δεκαετία, δεν αποκλείουν την πιθανότητα της υπερσυμμετρίας, αλλά δεν την στηρίζουν κιόλας ως θεωρία.Σύμφωνα με τον καθηγητή Ε. Hinds «με βάση τα όσα ξέρουμε από το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής έχουμε μάθει να "βλέπουμε" το ηλεκτρόνιο σαν μια αρνητικά φορτισμένη σφαίρα που κινείται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου. Το Καθιερωμένο Μοντέλο όμως αδυνατεί να εξηγήσει ορισμένα φαινόμενα του Σύμπαντος. Γι’ αυτό ορισμένες θεωρίες, όπως η υπερσυμμετρία, έχουν έλθει να συμπληρώσουν τα κενά προσθέτοντας γύρω του ένα "νέφος" από θεωρητικά σωματίδια.Η ύπαρξη όμως αυτών των σωματιδίων θα πρέπει να χαλάει την τέλεια στρογγυλάδα του ηλεκτρονίου: το σχήμα του αντί για απόλυτα σφαιρικό θα πρέπει να είναι ελαφρώς πεπλατυσμένο στους πόλους, όπως αυτό της Γης». Και «αυτό που κάναμε εμείς ήταν να σχεδιάσουμε ένα πείραμα για να ελέγξουμε αυτό το ενδεχόμενο με ένα πολύ, πολύ υψηλό βαθμό ακριβεία.Τα αποτελέσματα του πειράματος δεν εμφάνισαν ωστόσο καμία τέτοια ένδειξη, αφού δεν εντόπισαν σχεδόν ούτε ένα ψεγάδι στη σφαίρα του ηλεκτρονίου» (δες εδώ). Ο καθηγητής Ε. Hinds και οι συνεργάτες του επεξεργάζονται την τελειοποίηση των μεθόδων τους και την επιστροφή τους με ένα νέο πείραμα δεκαπλάσιας ακρίβειας εντός της επόμενης πενταετίας. Ο απώτερος στόχος πάντως είναι μια ακρίβεια 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή που προσφέρουν τα σύγχρονα μέσα.Από την άλλη, ο J.Hudson δήλωσε (δες εδώ) ότι μέσα στην επόμενη πενταετία θα καταστεί δυνατό να τετραπλασιαστεί η ακρίβεια των μετρήσεων, οπότε θα ξεκαθαριστεί οριστικά η βασιμότητα των θεωριών της υπερσυμμετρίας, σε συνδυασμό και με τα αναμενόμενα αποτελέσματα του επιταχυντή LHC του CERN.Λεπτομερέστερα εδώ.Άλλα σχόλια εδώ. Διαβάστε: Η ανακάλυψη του ηλεκτρονίου
7 Απριλίου 2011
Τι βρήκε το Fermilab; Νέο σωματίδιο ή μια νέα δύναμη;
Μπροστά στη μεγαλύτερη ανακάλυψη των τελευταίων 50 ετών στη φυσική, ισχυρίζονται, ότι, ίσως έχουν βρεθεί επιστήμονες του Εργαστηρίου Fermilab, έξω από το Σικάγο, όπου βρίσκεται ο επιταχυντής Tevatron. Έχουν βρει ενδείξεις για ένα άγνωστο- μέχρι σήμερα- υποατομικό σωματίδιο ή ακόμα και-όπως υποστηρίζουν μερικοί επιστήμονες- για μια εντελώς νέα δύναμη στη φύση. Αν οι υποψίες επιβεβαιωθούν, θα αποδειχτεί η σημαντικότερη ανακάλυψη στη φυσική εδώ και μισό αιώνα, σύμφωνα με τον Christofer Hill, θεωρητικό φυσικό του Fermilab. Μια πιθανή εξήγηση, για την παρατηρούμενη μυστηριώδη «ανωμαλία» (bump) στα δεδομένα των παρατηρήσεων (δες διάγραμμα εδώ), είναι ότι αποτελεί ένδειξη για μια νέα και απροσδόκητη εκδοχή του μποζονίου του Χιγκς (Ηiggs boson)- που αναζητείται εναγωνίως και από τον επιταχυντή LHC του CERN- το οποίο προσδίδει μάζα στα άλλα υποατομικά σωματίδια και καθιστά συνεκτικό το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model).Μια εναλλακτική ερμηνεία είναι ότι εντοπίστηκε μια νέα φυσική δύναμη, πέρα από τις τέσσερεις θεμελιώδεις, την ηλεκτρομαγνητική, τη βαρύτητα, την ισχυρή και την ασθενή πυρηνική δύναμη. Ή, πάλι, μπορεί οι μυστηριώδεις παρατηρήσεις να παραπέμπουν σε κάτι άλλο, που οι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν μέχρι τώρα.Ο φυσικός Gionanni Punzi, εκπρόσωπος του Fermilab, ανακοίνωσε ότι η διεθνής επιστημονική ομάδα του αμερικανικού επιταχυντή «νιώθει μεγάλη έξαψη από τις διαγραφόμενες πιθανότητες, αλλά, ταυτόχρονα, παραμένει επιφυλακτική, επειδή θα μπορούσε να είναι κάτι τόσο σημαντικό, που καταντά τρομακτικό(;)- για το λόγο αυτό σκεφτόμαστε όλες τις πιθανές εναλλακτικές εξηγήσεις».
Άλλοι φυσικοί, εκτός του Fermilab, που γνωρίζουν τα μυστηριώδη νέα δεδομένα, καθώς αυτά συζητιούνται στην επιστημονική κοινότητα εδώ και λίγους μήνες, δήλωσαν ότι αντιμετωπίζουν το όλο ζήτημα με ένα μίγμα δέους και σκεπτικισμού. «Αν ισχύει, είναι κάτι πολύ μεγάλο», δήλωσε ο Neal Weiner, θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης , ενώ η θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου Χάρβαρντ , ΗΠΑ, Lisa Randall είπε ότι πρόκειται για «σίγουρα ενδιαφέρον, αν είναι πραγματικό».
Από την άλλη, ο Nima Arkani-Hamed, του Institute for Advanced Study του πανεπιστημίου Princeton, ΗΠΑ, δήλωσε ότι δεν έχει πειστεί από τα στοιχεία, τα οποία χαρακτήρισε στατιστικό τέχνημα του τρόπου παρουσίασής τους. Αν όμως, πρόσθεσε, υπάρχει κάποια πραγματικότητα σε αυτές τις ανωμαλίες, τότε δεν θα αργήσει ο πολύ ισχυρότερος επιταχυντής του CERN να τις επιβεβαιώσει.
Οι επιστήμονες του Fermilab, από την πλευρά τους, εκτιμούν ότι υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα (λιγότερο από 0,25%) η ανωμαλία να είναι στατιστικό σφάλμα. Παρατήρησαν σε εκατοντάδες συγκρούσεις μεταξύ δύο δεσμών πρωτονίων και αντιπρωτονίων ενέργειας ενός τρισεκατομυρίου ηλεκτρονιοβόλτ (1ΤeV), να παράγονται σε 250 περισσότερες περιπτώσεις από τις αναμενόμενες δύο πίδακες (jets) ελαφρών σωματιδίων σαν τα ηλεκτρόνια, καθώς και ένα μποζόνιο W. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η συνολική ενέργεια των παραγόμενων σωματιδίων ήταν πάντα περίπου 144 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (144 GeV), μια ένδειξη ότι προέρχονταν από ένα άγνωστο σωματίδιο με αυτή ακριβώς την μάζα- ενέργεια (συγκριτικά, ένα πρωτόνιο έχει μάζα περίπου ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ).
Αυτή η μάζα- ενέργεια, όμως, δείχνει ότι μάλλον δεν είναι το γνωστό μποζόνιο του Χιγκς, όπως τουλάχιστον προβλέπεται θεωρητικά από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, γιατί αυτό προβλέπεται να παράγει βαρύτερα υποατομικά σωματίδια, κυρίως κουάρκς. Επιπλέον, ο ρυθμός παραγωγής αυτών των μυστηριωδών σωματιδίων είναι 300 φορές μεγαλύτερος από τον προβλεπόμενο ρυθμό παραγωγής των σωματιδίων του Χιγκς. Έτσι, δεν αποκλείεται οι επιστήμονες του Fermilab να έχουν πέσει πάνω σε κάτι τελείως νέο. Όπως είπε ο εκπρόσωπος του εργαστηρίου Τζιοβάνι Πούντσι, «είναι κάτι τόσο νέο, τόσο εκπληκτικό, δεν μπορούμε να το πιστέψουμε καλά- καλά εμείς οι ίδιοι. Γι΄ αυτό αποφασίσαμε να το κάνουμε γνωστό σε όλο τον κόσμο». Περισσότερα εδώ, εδώ κι εδώ, εδώ.
Άλλοι φυσικοί, εκτός του Fermilab, που γνωρίζουν τα μυστηριώδη νέα δεδομένα, καθώς αυτά συζητιούνται στην επιστημονική κοινότητα εδώ και λίγους μήνες, δήλωσαν ότι αντιμετωπίζουν το όλο ζήτημα με ένα μίγμα δέους και σκεπτικισμού. «Αν ισχύει, είναι κάτι πολύ μεγάλο», δήλωσε ο Neal Weiner, θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης , ενώ η θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου Χάρβαρντ , ΗΠΑ, Lisa Randall είπε ότι πρόκειται για «σίγουρα ενδιαφέρον, αν είναι πραγματικό».
Από την άλλη, ο Nima Arkani-Hamed, του Institute for Advanced Study του πανεπιστημίου Princeton, ΗΠΑ, δήλωσε ότι δεν έχει πειστεί από τα στοιχεία, τα οποία χαρακτήρισε στατιστικό τέχνημα του τρόπου παρουσίασής τους. Αν όμως, πρόσθεσε, υπάρχει κάποια πραγματικότητα σε αυτές τις ανωμαλίες, τότε δεν θα αργήσει ο πολύ ισχυρότερος επιταχυντής του CERN να τις επιβεβαιώσει.
Οι επιστήμονες του Fermilab, από την πλευρά τους, εκτιμούν ότι υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα (λιγότερο από 0,25%) η ανωμαλία να είναι στατιστικό σφάλμα. Παρατήρησαν σε εκατοντάδες συγκρούσεις μεταξύ δύο δεσμών πρωτονίων και αντιπρωτονίων ενέργειας ενός τρισεκατομυρίου ηλεκτρονιοβόλτ (1ΤeV), να παράγονται σε 250 περισσότερες περιπτώσεις από τις αναμενόμενες δύο πίδακες (jets) ελαφρών σωματιδίων σαν τα ηλεκτρόνια, καθώς και ένα μποζόνιο W. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η συνολική ενέργεια των παραγόμενων σωματιδίων ήταν πάντα περίπου 144 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (144 GeV), μια ένδειξη ότι προέρχονταν από ένα άγνωστο σωματίδιο με αυτή ακριβώς την μάζα- ενέργεια (συγκριτικά, ένα πρωτόνιο έχει μάζα περίπου ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ).
Αυτή η μάζα- ενέργεια, όμως, δείχνει ότι μάλλον δεν είναι το γνωστό μποζόνιο του Χιγκς, όπως τουλάχιστον προβλέπεται θεωρητικά από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, γιατί αυτό προβλέπεται να παράγει βαρύτερα υποατομικά σωματίδια, κυρίως κουάρκς. Επιπλέον, ο ρυθμός παραγωγής αυτών των μυστηριωδών σωματιδίων είναι 300 φορές μεγαλύτερος από τον προβλεπόμενο ρυθμό παραγωγής των σωματιδίων του Χιγκς. Έτσι, δεν αποκλείεται οι επιστήμονες του Fermilab να έχουν πέσει πάνω σε κάτι τελείως νέο. Όπως είπε ο εκπρόσωπος του εργαστηρίου Τζιοβάνι Πούντσι, «είναι κάτι τόσο νέο, τόσο εκπληκτικό, δεν μπορούμε να το πιστέψουμε καλά- καλά εμείς οι ίδιοι. Γι΄ αυτό αποφασίσαμε να το κάνουμε γνωστό σε όλο τον κόσμο». Περισσότερα εδώ, εδώ κι εδώ, εδώ.
Εγγραφή σε:
Αναρτήσεις (Atom)


