פיזיקאים מתקרבים לגלות את הכוח החמישי תוך יצירת גבישים מושלמים

המחקר נערך במסגרת שיתוף פעולה בינלאומי במכון הלאומי לתקנים ו

טכנולוגיות (NIST).דמיטרי פושין, חבר במכון למחשוב קוונטי באוניברסיטת ווטרלו ומרצה במחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, היה החוקר הקנדי היחיד שהיה מעורב במחקר. המטרה של פושין הייתה ליצור חיישנים קוונטיים באיכות גבוהה מגבישים אידיאליים.

על ידי הפניית חלקיקים תת-אטומיים - נייטרונים - אלגבישי סיליקון וניטור התוצאה ברגישות גבוהה, הצליחו החוקרים להשיג שלוש תוצאות יוצאות דופן: מדידה ראשונה של תכונה מרכזית של הנייטרון מזה 20 שנה בשיטה ייחודית; מדידות ברמת דיוק גבוהה של ההשפעות של רעידות תרמיות בגביש סיליקון; ומגבלות על כוחו של כוח חמישי אפשרי מעבר לתיאוריות פיזיקליות סטנדרטיות. העבודה האחרונה, שבוצעה בשיתוף חוקרים מיפן, ארה"ב וקנדה, אפשרה להכפיל פי ארבעה את הדיוק של תהליכי מדידה במבנה של גביש סיליקון.

פושין, שהמחקר שלו מתמחה בתחוםהפיזיקה והאינטרפרומטריה של הנויטרונים מילאו תפקיד חשוב באיסוף הנתונים על נויטרונים וחריטה כימית של דגימות. זה עזר לצוות המחקר לחקור את הכוחות שמעבר למודל הסטנדרטי.

הדגם הסטנדרטי הוא כרגעתיאוריה מקובלת על האינטראקציה של חלקיקים וכוחות בקנה מידה מיקרו. אבל זהו הסבר לא שלם של איך הטבע עובד, ומדענים חושדים שיש ביקום יותר ממה שהתיאוריה מתארת.  המודל הסטנדרטי מתאר שלושה כוחות יסוד בטבע: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח החזק והכוח הגרעיני החלש. כל כוח פועל באמצעות פעולה של "חלקיקי נשאים". לדוגמה, פוטון הוא נושא של כוח אלקטרומגנטי. אבל המודל הסטנדרטי אינו כולל כוח משיכה בתיאור הטבע שלו. בנוסף, כמה ניסויים ותיאוריות מצביעים על נוכחות אפשרית של כוח חמישי.

החוקרים כבר מתכננים קנה מידה גדול יותרמדידות של אפקט Pendellosung באמצעות סיליקון וגרמניום. מדענים מצפים להפחתה של פי חמישה בטעות המדידות שלהם, מה שיכול לתת את המדידה המדויקת ביותר של רדיוס מטען נויטרונים עד כה ולזהות את אותו כוח חמישי. הם גם מתכננים לערוך גרסה קריוגנית של הניסוי, שתראה כיצד מתנהגים האטומים של הגביש במצב הקרקע הקוונטי.  זה מסביר מדוע עצמים קוונטיים לעולם אינם חסרי תנועה לחלוטין אפילו בטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט.

לקרוא נוסף:

IOS 15 חדש: תאריך יציאה, עיצוב iPhone ותכונות. אנו מספרים את כל מה שידוע

חומר דק במיוחד נוצר מגרפן לבן. זה יחליף שרתים

ראו מזל"ט מתקפה כבד שנושא המון כלי נשק