מדענים גילו דואליות בין שני סוגים של תהליכי פיזור כאשר פרוטונים מתנגשים ב
דואליות בפיזיקה
מושג הדואליות נמצא בשונהתחומי הפיזיקה. הדוגמה המפורסמת ביותר היא דואליות גל חלקיקי במכניקת הקוונטים. ניסוי הכפול המפורסם של תומס יאנג הראה שאור מתנהג כמו גל, ואלברט איינשטיין קיבל את פרס נובל על כך שהראה שאור מתנהג כמו גל חלקיק .
הדבר המוזר הוא שאור הוא למעשה ושניהם בו-זמנית. יש פשוט שתי דרכים להסתכל על זה ולכל אחת מהן יש תיאור מתמטי. הסברים שונים לחלוטין של אותו אובייקט.
"מה שגילינו עכשיו הוא דומהדואליות", מסביר מתיאס וילהלם, פרופסור חבר באקדמיית נילס בוהר הבינלאומית. "חישבנו תחזית לשני תהליכי פיזור. החישובים הנוכחיים פחות מוחשיים מבחינה נסיונית מהניסוי המפורסם עם החתך הכפול. עם זאת, יש ביניהם מפה מתמטית ברורה שמראה ששניהם מכילים את אותו מידע. הם קשורים איכשהו".
ניסוי חדש
אינטראקציה במאיץ ההדרון הגדולפרוטונים רבים - ביניהם ישנם חלקיקים תת-אטומיים רבים, גלוונים וקווארקים. כאשר הם מתנגשים, שני גלוונים מפרוטונים שונים יכולים ליצור אינטראקציה, וליצור חלקיקים חדשים כמו בוזון היגס. תהליכים אלו יוצרים תבניות מעניינות בגלאים.
מקור: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
חוקרים ממפים איך הם נראיםדפוסים אלה, ופיזיקאים תיאורטיים מתארים תהליכים אלה במונחים מתמטיים. המטרה היא לאסוף מספיק נתונים כדי ליצור תחזיות שניתן להשוות עם תוצאות ניסוי.
במהלך עבודה זו, מדענים חישבותהליך הפיזור של שני גלוונים המקיימים אינטראקציה ליצירת ארבעה גלוונים, כמו גם תהליך הפיזור של שני גלוונים המקיימים אינטראקציה ליצירת גלואון וחלקיק היגס, בגרסה מעט פשוטה של המודל הסטנדרטי. התברר שתוצאות שני החישובים הללו קשורות. "זהו מקרה קלאסי של דואליות שהוסבר על ידי מדענים. "איכשהו התשובה למידת הסבירות שתהליך פיזור אחד יתרחש קשורה למידת הסבירות שתתרחש שניה."
בצד שמאל נמצא תהליך הפיזור הכרוךשני גלואון (ירוק/צהוב וכחול/ציאן) המקיימים אינטראקציה ויוצרים גלואון (אדום/מגנטה) וחלקיק היגס (לבן). תהליך הפיזור המורכב יותר בצד ימין משקף את התהליך הפשוט יותר בצד שמאל, אבל כאן יש שני גלוונים (ירוק/צהוב וכחול/ציאן) באינטראקציה ויוצרים ארבעה גלוונים (אדום/מגנטה, אדום/צהוב), כחול/מגנטה וירוק /טורקיז). הצבע השחור מסמל את העובדה שהרבה אינטראקציות אלמנטריות שונות יכולות להתרחש במהלך ההתנגשות עצמה. קרדיט: סורן ג'יי גארנט
המוזרות של הדואליות הזו היאהבעיה היא שלמדענים אין מושג למה בכלל יש קשר בין שני תהליכי פיזור שונים. "אנחנו מערבבים שתי תכונות פיזיקליות שונות מאוד של שתי התחזיות ורואים קשר. אבל זה עדיין נשאר בגדר תעלומה מה זה", מסבירים מחברי המחקר.
איך זה יעזור למדענים?
לפי המודל הסטנדרטי וחוקי הפיזיקה המקובלים, אין קשר בין שני הדברים הללו.
- המודל הסטנדרטי הוא מודל תת-אטומי של העולם שמסביר את כל החלקיקים ואת האינטראקציות ביניהם.
עם גילוי הדואליות המדהימה הזונראה שמדענים צריכים להמשיך במחקר. הפיזיקה הפתיעה שוב מדענים והם מקווים שהתגלית תוביל לגילוי של חלקיקים חדשים ב-LHC.
כך, לאחר גילוי בוזון היגס ב- 2012שנה, לא התגלו חלקיקים סנסציוניים חדשים. כדי להזיז את המחט לכיוון "למצוא פיזיקה חדשה", מדענים מנסים לבצע תחזיות, להשוות אותן עם מדידות ולחפש סטיות אפשריות. שם עשויה להיות התשובה.
הבעיה היא שהתהליכים האלה דורשיםדיוק מדהים, ניסיוני ותיאורטי כאחד. אבל ככל שהחישובים גדולים יותר, כך קשה יותר לעמוד בדרישות. זה המקום שבו הדואליות שהתגלתה באה לידי ביטוי. לדוגמה, חישוב אחד עשוי להיות פשוט יותר מאחר, אך שניהם יתנו את אותה תשובה. מדענים הולכים להמשיך בניסויים, עד כמה התיאוריה שלהם אמיתית.
קרא עוד
זה ניצוד במשך מאות שנים: מה אנחנו יודעים על כוכב הלכת וולקן ליד השמש
אסטרונומים מצאו כוכב לכת ליד כדור הארץ: יש לו מסלול מוזר מאוד
מדענים מסין הוכיחו ששינויי לוחות מודרניים מתוארכים ל-2.5 מיליארד שנים אחורה
</ p>