Les scientifiques ont découvert une dualité entre deux types de processus de diffusion lorsque des protons entrent en collision
Dualité en physique
Le concept de dualité se retrouve dans différentsdomaines de la physique. L'exemple le plus célèbre est la dualité onde-particule en mécanique quantique. La célèbre expérience à double fente de Thomas Young a montré que la lumière se comporte comme une onde, et Albert Einstein a reçu le prix Nobel pour avoir montré que la lumière se comporte comme une onde. particule.
Ce qui est étrange, c'est que la lumière existe réellement etles deux en même temps. Il y a simplement deux façons de voir les choses et chacune d'elles a une description mathématique. Des explications complètement différentes du même objet.
« Ce que nous avons découvert maintenant est similaire"Nous avons calculé une prédiction pour deux processus de diffusion. Les calculs actuels sont moins tangibles expérimentalement que la célèbre expérience à double fente. Cependant, il existe une carte mathématique claire entre eux qui montre qu’ils contiennent tous deux la même information. Ils sont d’une manière ou d’une autre connectés.
Nouvelle expérience
Interagir au Grand collisionneur de hadronsde nombreux protons - parmi eux se trouvent de nombreuses particules subatomiques, gluons et quarks. Lorsqu'ils entrent en collision, deux gluons issus de protons différents peuvent interagir, créant de nouvelles particules comme le boson de Higgs. Ces processus créent des modèles intéressants dans les détecteurs.
Source : Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Les chercheurs cartographient à quoi ils ressemblentces modèles, et les physiciens théoriciens décrivent ces processus en termes mathématiques. L'objectif est de collecter suffisamment de données pour faire des prédictions qui peuvent être comparées aux résultats expérimentaux.
Au cours de ces travaux, les scientifiques ont calculéle processus de diffusion de deux gluons interagissant pour former quatre gluons, ainsi que le processus de diffusion de deux gluons interagissant pour former un gluon et une particule de Higgs, dans une version légèrement simplifiée du modèle standard. Il s'est avéré que les résultats de ces deux calculs sont liés. « Il s’agit d’un cas classique de dualité expliqué par les scientifiques. "D'une manière ou d'une autre, la réponse à la probabilité qu'un processus de diffusion se produise est liée à la probabilité qu'une seconde se produise."
Sur le côté gauche se trouve le processus de diffusion impliquantdeux gluons (vert/jaune et bleu/cyan) interagissent pour former un gluon (rouge/magenta) et une particule de Higgs (blanc). Le processus de diffusion plus complexe à droite reflète le processus plus simple à gauche, mais voici deux gluons (vert/jaune et bleu/cyan) qui interagissent pour former quatre gluons (rouge/magenta, rouge/jaune), bleu/magenta et vert /cyan). La couleur noire symbolise le fait que de nombreuses interactions élémentaires différentes peuvent se produire lors de la collision elle-même. Crédit : Soren J. Garnet
L'étrangeté de cette dualité estLe problème est que les scientifiques n’ont aucune idée de la raison pour laquelle il existe un lien entre deux processus de diffusion différents. « Nous mélangeons deux propriétés physiques très différentes des deux prédictions et voyons un lien. Mais ce dont il s’agit reste encore un mystère », expliquent les auteurs de l’étude.
Comment cela aidera-t-il les scientifiques ?
Selon le modèle standard et les lois de la physique généralement acceptées, ces deux choses ne devraient pas être liées.
- Le modèle standard est un modèle subatomique du monde qui explique toutes les particules et leurs interactions.
Avec la découverte de cette étonnante dualitéles scientifiques semblent devoir poursuivre l'étude. La physique a une fois de plus surpris les scientifiques et ils espèrent que cette découverte conduira à la découverte de nouvelles particules au LHC.
Ainsi, après la découverte du boson de Higgs en 2012année, aucune nouvelle particule sensationnelle n’a été découverte. Pour avancer vers la « découverte d’une nouvelle physique », les scientifiques tentent de faire des prédictions, de les comparer avec des mesures et de rechercher d’éventuels écarts. C'est là que se trouve peut-être la réponse.
Le problème est que ces processus nécessitentprécision incroyable, à la fois expérimentale et théorique. Mais plus les calculs sont importants, plus il est difficile de s'y conformer. C'est là que la dualité découverte devient utile. Par exemple, un calcul peut être plus simple qu'un autre, mais les deux donneront la même réponse. Les scientifiques vont continuer les expériences, à quel point leur théorie est réelle.
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