Учените са открили двойственост между два типа процеси на разсейване, когато протоните се сблъскват
Дуалност във физиката
Концепцията за дуалност се среща в различниобласти на физиката. Най-известният пример е дуалността вълна-частица в квантовата механика. Прочутият експеримент с двоен процеп на Томас Йънг показа, че светлината се държи като вълна, а Алберт Айнщайн получи Нобелова награда за това, че показа, че светлината се държи като вълна частица .
Странното е, че светлината всъщност е ии двете едновременно. Има просто два начина да го разгледате и всеки от тях има математическо описание. Напълно различни обяснения на един и същ обект.
„Това, което сега открихме, е подобнодвойственост“, обяснява Матиас Вилхелм, доцент в Международната академия Нилс Бор. „Изчислихме прогноза за два процеса на разсейване. Настоящите изчисления са по-малко експериментално осезаеми от известния експеримент с двоен прорез. Между тях обаче има ясна математическа карта, която показва, че и двете съдържат една и съща информация. Те са някак си свързани.“
Нов експеримент
Взаимодействие в Големия адронен колайдермного протони - сред тях има много субатомни частици, глуони и кварки. Когато се сблъскат, два глуона от различни протони могат да взаимодействат, създавайки нови частици като бозона на Хигс. Тези процеси създават интересни модели в детекторите.
Източник: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Изследователите картографират как изглеждаттези модели, а физиците-теоретици описват тези процеси в математически термини. Целта е да се съберат достатъчно данни, за да се направят прогнози, които могат да бъдат сравнени с експериментални резултати.
В хода на тази работа учените изчислихапроцесът на разсейване на два глуона, взаимодействащи за образуване на четири глуона, както и процесът на разсейване на два глуона, взаимодействащи за образуване на глуон и частица на Хигс, в леко опростена версия на Стандартния модел. Оказа се, че резултатите от тези две изчисления са свързани. „Това е класически случай на двойственост, обяснен от учените. „По някакъв начин отговорът на това колко вероятно е да се случи един процес на разсейване е свързан с това колко вероятно е да се случи втори.“
От лявата страна е процесът на разсейване, включващдва глуона (зелено/жълто и синьо/циан), които взаимодействат, за да образуват глуон (червен/пурпурен) и частица на Хигс (бяла). По-сложният процес на разсейване вдясно отразява по-простия процес отляво, но тук има два глуона (зелено/жълто и синьо/циан), които взаимодействат, за да образуват четири глуона (червено/пурпурно, червено/жълто), синьо/пурпурно и зелено /циан). Черният цвят символизира факта, че по време на самия сблъсък могат да възникнат много различни елементарни взаимодействия. Кредит: Soren J. Garnet
Странността на тази двойственост еПроблемът е, че учените нямат представа защо изобщо има връзка между два различни процеса на разсейване. „Ние смесваме две много различни физически свойства на двете прогнози и виждаме връзка. Но все още остава загадка какво е това“, обясняват авторите на изследването.
Как това ще помогне на учените?
Според Стандартния модел и общоприетите закони на физиката тези две неща не трябва да са свързани.
- Стандартният модел е субатомен модел на света, който обяснява всички частици и техните взаимодействия.
С откриването на тази удивителна двойственостучените изглежда трябва да продължат изследването. Физиката отново изненада учените и те се надяват откритието да доведе до откриването на нови частици в LHC.
Така след откриването на Хигс бозона през 2012ггодина не бяха открити нови сензационни частици. За да придвижат иглата към „откриване на нова физика“, учените се опитват да правят прогнози, да ги сравняват с измерванията и да търсят възможни отклонения. Ето къде може да е отговорът.
Проблемът е, че тези процеси изискватневероятна точност, както експериментална, така и теоретична. Но колкото по-големи са изчисленията, толкова по-трудно е да се спазват. Тук е полезна откритата двойственост. Например, едно изчисление може да е по-просто от друго, но и двете ще дадат един и същ отговор. Учените ще продължат експериментите, колко реална е тяхната теория.
Прочетете още
Той е ловуван от векове: какво знаем за планетата Вулкан до Слънцето
Астрономите са открили планета близо до Земята: тя има много странна орбита
Учени от Китай доказаха, че съвременните измествания на плочите датират отпреди 2,5 милиарда години
</ P>