A tudósok kettősséget fedeztek fel a protonok ütközésének két típusa között
Dualitás a fizikában
A kettősség fogalma különbözőa fizika területén. A leghíresebb példa a hullám-részecske kettősség a kvantummechanikában. Thomas Young híres kettős réses kísérlete kimutatta, hogy a fény hullámként viselkedik, Albert Einstein pedig azért kapott Nobel-díjat, mert megmutatta, hogy a fény úgy viselkedik, mint egy részecske .
Az a furcsa, hogy a fény valójában ésmindkettő egyszerre. Egyszerűen kétféleképpen nézheti meg, és mindegyikhez tartozik egy matematikai leírás. Teljesen különböző magyarázatok ugyanannak az objektumnak.
„Amit most felfedeztünk, az hasonlókettősség” – magyarázza Matthias Wilhelm, a Nemzetközi Niels Bohr Akadémia docense. „Két szórási folyamatra számítottunk ki egy előrejelzést. A jelenlegi számítások kísérletileg kevésbé kézzelfoghatóak, mint a híres kettős réses kísérlet. Van azonban közöttük egy világos matematikai térkép, amely azt mutatja, hogy mindkettő ugyanazt az információt tartalmazza. Valahogy összefüggnek."
Új kísérlet
Kölcsönhatás a Nagy Hadronütköztetőnélsok proton – köztük sok szubatomi részecske, gluon és kvark található. Amikor összeütköznek, két különböző protonból származó gluon kölcsönhatásba léphet, új részecskéket hozva létre, például a Higgs-bozont. Ezek a folyamatok érdekes mintákat hoznak létre a detektorokban.
Forrás: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
A kutatók feltérképezik, hogyan néznek kiezeket a mintákat, és az elméleti fizikusok ezeket a folyamatokat matematikai kifejezésekkel írják le. A cél az, hogy elegendő adatot gyűjtsünk a kísérleti eredményekkel összehasonlítható előrejelzések készítéséhez.
E munka során a tudósok kiszámítottákkét gluon szétszóródásának folyamata, amelyek kölcsönhatásban négy gluont képeznek, valamint két gluon szórásának folyamata, amelyek kölcsönhatásban gluont és Higgs-részecskét képeznek, a Standard Modell kissé leegyszerűsített változatában. Kiderült, hogy e két számítás eredménye összefügg. „Ez a kettősség klasszikus esete, amelyet a tudósok magyaráztak. "Valahogy a válasz arra, hogy mekkora valószínűséggel fordul elő egy szóródási folyamat, összefügg azzal, hogy mekkora valószínűséggel következik be egy második."
A bal oldalon a szórási folyamat láthatókét gluon (zöld/sárga és kék/cián) kölcsönhatásba lépve gluont (piros/magenta) és Higgs-részecskét (fehér) alkot. A jobb oldali összetettebb szórási folyamat a bal oldali egyszerűbb folyamatot tükrözi, de itt két gluon (zöld/sárga és kék/cián) kölcsönhatásban négy gluont (piros/bíbor, piros/sárga), kék/bíbor és zöld képződik. /cián). A fekete szín azt a tényt szimbolizálja, hogy az ütközés során számos különböző elemi kölcsönhatás léphet fel. Köszönetnyilvánítás: Soren J. Garnet
Ennek a kettősségnek a furcsasága azA probléma az, hogy a tudósoknak fogalmuk sincs, miért van egyáltalán kapcsolat két különböző szórási folyamat között. „A két előrejelzés két nagyon eltérő fizikai tulajdonságát összekeverjük, és összefüggést látunk. De továbbra is rejtély marad, hogy mi az” – magyarázzák a tanulmány szerzői.
Hogyan segít ez a tudósoknak?
A Standard Modell és a fizika általánosan elfogadott törvényei szerint ennek a két dolognak nem szabad összefüggésbe hoznia.
- A Standard Modell a világ szubatomi modellje, amely megmagyarázza az összes részecskét és azok kölcsönhatásait.
Ennek a csodálatos kettősségnek a felfedezésévelúgy tűnik, hogy a tudósoknak folytatniuk kell a vizsgálatot. A fizika ismét meglepte a tudósokat, és remélik, hogy a felfedezés új részecskék felfedezéséhez vezet az LHC-ben.
Így a Higgs-bozon felfedezése után 2012évben nem fedeztek fel új szenzációs részecskéket. Ahhoz, hogy a tűt az „új fizika megtalálása felé” mozdítsák el, a tudósok megpróbálnak jóslatokat készíteni, összehasonlítani azokat a mérésekkel, és keresni a lehetséges eltéréseket. Ott lehet a válasz.
A probléma az, hogy ezek a folyamatok megkövetelikhihetetlen pontosság, kísérleti és elméleti egyaránt. De minél nagyobbak a számítások, annál nehezebb betartani. Itt jön jól a felfedezett kettősség. Például lehet, hogy az egyik számítás egyszerűbb, mint a másik, de mindkettő ugyanazt a választ adja. A tudósok folytatni fogják a kísérleteket, mennyire valóságos az elméletük.
Olvass tovább
Évszázadok óta vadásznak rá: mit tudunk a Nap melletti Vulkán bolygóról
A csillagászok egy bolygót találtak a Föld közelében: nagyon furcsa pályája van
Kínai tudósok bebizonyították, hogy a modern lemezeltolódások 2,5 milliárd éves múltra tekintenek vissza
</ p>