Tutkijat ovat havainneet kaksinaisuuden kahden tyyppisten sirontaprosessien välillä, kun protonit törmäävät sisään
Kaksinaisuus fysiikassa
Kaksinaisuuden käsite löytyy erilaisistafysiikan aloilla. Kuuluisin esimerkki on aalto-hiukkasten kaksinaisuus kvanttimekaniikassa. Thomas Youngin kuuluisa kaksoisrako-koe osoitti, että valo käyttäytyy kuin aalto, ja Albert Einstein sai Nobel-palkinnon osoittaessaan, että valo käyttäytyy kuin hiukkanen .
Outoa on, että valo itse asiassa on jamolemmat samaan aikaan. On yksinkertaisesti kaksi tapaa tarkastella sitä, ja jokaisella niistä on matemaattinen kuvaus. Täysin eri selityksiä samalle objektille.
"Se, minkä olemme nyt havainneet, on samankaltainenkaksinaisuus", selittää Matthias Wilhelm, apulaisprofessori International Niels Bohr Academysta. "Lasimme ennusteen kahdelle sirontaprosessille. Nykyiset laskelmat ovat kokeellisesti vähemmän konkreettisia kuin kuuluisa kaksoisrakokoe. Niiden välillä on kuitenkin selkeä matemaattinen kartta, joka osoittaa, että ne molemmat sisältävät saman tiedon. Ne liittyvät jotenkin toisiinsa."
Uusi kokeilu
Vuorovaikutus suuressa hadronitörmäyttimessämonia protoneja - niiden joukossa on monia subatomisia hiukkasia, gluoneja ja kvarkeja. Kun ne törmäävät, kaksi eri protoneista peräisin olevaa gluonia voivat olla vuorovaikutuksessa ja luoda uusia hiukkasia, kuten Higgsin bosonin. Nämä prosessit luovat mielenkiintoisia kuvioita ilmaisimiin.
Lähde: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Tutkijat kartoittavat, miltä ne näyttävätnämä mallit, ja teoreettiset fyysikot kuvaavat näitä prosesseja matemaattisin termein. Tavoitteena on kerätä riittävästi dataa, jotta voidaan tehdä ennusteita, joita voidaan verrata kokeellisiin tuloksiin.
Tämän työn aikana tutkijat laskivatkahden vuorovaikutteisen gluonin sirontaprosessi muodostaen neljä gluonia, sekä prosessi, jossa kaksi gluonia vuorovaikutuksessa muodostavat gluonin ja Higgs-partikkelin, hieman yksinkertaistetussa versiossa standardimallista. Kävi ilmi, että näiden kahden laskelman tulokset liittyvät toisiinsa. "Tämä on klassinen tapaus kaksinaisuudesta, jonka tutkijat ovat selittäneet. "Jotenkin vastaus siihen, kuinka todennäköistä on, että yksi sirontaprosessi tapahtuu, liittyy siihen, kuinka todennäköistä on, että toinen tapahtuu."
Vasemmalla puolella on sirontaprosessi, johon liittyykaksi gluonia (vihreä/keltainen ja sininen/syaani) vuorovaikutuksessa muodostaen gluonin (punainen/magenta) ja Higgs-hiukkasen (valkoinen). Monimutkaisempi sirontaprosessi oikealla heijastaa yksinkertaisempaa prosessia vasemmalla, mutta tässä on kaksi gluonia (vihreä/keltainen ja sininen/syaani) vuorovaikutuksessa muodostaen neljä gluonia (punainen/magenta, punainen/keltainen), sininen/magenta ja vihreä. /syaani). Musta väri symboloi sitä tosiasiaa, että itse törmäyksen aikana voi tapahtua monia erilaisia elementaarisia vuorovaikutuksia. Luotto: Soren J. Garnet
Tämän kaksinaisuuden kummallisuus onOngelmana on, että tutkijoilla ei ole aavistustakaan, miksi kahden erilaisen sirontaprosessin välillä on yhteys. "Sekoitamme näiden kahden ennusteen kaksi hyvin erilaista fyysistä ominaisuutta ja näemme yhteyden. Mutta se on edelleen mysteeri, mikä se on, selittävät tutkimuksen tekijät.
Miten tämä auttaa tutkijoita?
Standardimallin ja yleisesti hyväksyttyjen fysiikan lakien mukaan näiden kahden asian ei pitäisi olla yhteydessä toisiinsa.
- Standardimalli on maailman alaatomimalli, joka selittää kaikki hiukkaset ja niiden vuorovaikutukset.
Tämän hämmästyttävän kaksinaisuuden löytämisen myötätutkijoiden on ilmeisesti jatkettava tutkimusta. Fysiikka on jälleen kerran yllättänyt tutkijat, ja he toivovat löydön johtavan uusien hiukkasten löytämiseen LHC:stä.
Näin ollen Higgsin bosonin löytämisen jälkeen 2012vuonna uusia sensaatiomaisia hiukkasia ei löydetty. Siirtääkseen neulaa kohti "uuden fysiikan löytämistä" tutkijat yrittävät tehdä ennusteita, verrata niitä mittauksiin ja etsiä mahdollisia poikkeamia. Siinä vastaus voi olla.
Ongelmana on, että nämä prosessit vaativatuskomaton tarkkuus, sekä kokeellinen että teoreettinen. Mutta mitä suuremmat laskelmat, sitä vaikeampaa on noudattaa niitä. Tässä löydetty kaksinaisuus on hyödyllinen. Esimerkiksi yksi laskelma voi olla yksinkertaisempi kuin toinen, mutta molemmat antavat saman vastauksen. Tiedemiehet jatkavat kokeita, kuinka todellinen heidän teoriansa on.
Lue lisää
Sitä on metsästetty vuosisatoja: mitä tiedämme Vulcan-planeetasta Auringon vieressä
Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeetan läheltä maata: sillä on hyvin outo kiertorata
Kiinalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että nykyaikaiset levysiirtymät ovat peräisin 2,5 miljardin vuoden takaa
</ p>