Zinātnieki ir atklājuši dualitāti starp divu veidu izkliedes procesiem, kad protoni saduras
Dualitāte fizikā
Dualitātes jēdziens ir atrodams dažādosfizikas jomās. Slavenākais piemērs ir viļņu daļiņu duālisms kvantu mehānikā. Tomasa Janga slavenais dubultspraugas eksperiments parādīja, ka gaisma uzvedas kā vilnis, un Alberts Einšteins saņēma Nobela prēmiju par parādīšanu, ka gaisma uzvedas kā daļiņa .
Dīvaini ir tas, ka gaisma patiesībā ir unabi vienlaikus. Ir vienkārši divi veidi, kā to aplūkot, un katram no tiem ir matemātisks apraksts. Pilnīgi atšķirīgi viena un tā paša objekta skaidrojumi.
"Tas, ko mēs tagad esam atklājuši, ir līdzīgidualitāte,” skaidro Matiass Vilhelms, Starptautiskās Nīlsa Bora akadēmijas asociētais profesors. “Mēs aprēķinājām prognozi diviem izkliedes procesiem. Pašreizējie aprēķini ir mazāk eksperimentāli taustāmi nekā slavenais eksperiments ar dubulto spraugu. Tomēr starp tām ir skaidra matemātiska karte, kas parāda, ka abās ir viena un tā pati informācija. Tās ir kaut kādā veidā saistītas.
Jauns eksperiments
Mijiedarbība pie Lielā hadronu paātrinātājadaudz protonu - starp tiem ir daudz subatomisku daļiņu, gluonu un kvarku. Kad tie saduras, divi gluoni no dažādiem protoniem var mijiedarboties, radot jaunas daļiņas, piemēram, Higsa bozonu. Šie procesi rada interesantus modeļus detektoros.
Avots: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Pētnieki kartē, kā viņi izskatāsšos modeļus, un teorētiskie fiziķi šos procesus apraksta matemātiskā izteiksmē. Mērķis ir savākt pietiekami daudz datu, lai veiktu prognozes, kuras var salīdzināt ar eksperimentālajiem rezultātiem.
Šī darba gaitā zinātnieki aprēķinājadivu gluonu izkliedes process, kas mijiedarbojas, veidojot četrus gluonus, kā arī divu gluonu izkliedes process, kas mijiedarbojas, veidojot gluonu un Higsa daļiņu, nedaudz vienkāršotā standarta modeļa versijā. Izrādījās, ka šo divu aprēķinu rezultāti ir saistīti. "Šis ir klasisks dualitātes gadījums, ko izskaidro zinātnieki. "Atbilde par to, cik iespējams, ka notiks viens izkliedes process, ir saistīta ar to, cik iespējams, ka notiks otrs."
Kreisajā pusē ir izkliedes process, kas ietverdivi gluoni (zaļš/dzeltens un zils/ciāna), kas mijiedarbojas, veidojot gluonu (sarkanu/purpursarkanu) un Higsa daļiņu (baltu). Sarežģītāks izkliedes process labajā pusē atspoguļo vienkāršāku procesu kreisajā pusē, taču šeit ir divi gluoni (zaļš/dzeltens un zils/ciāna), kas mijiedarbojas, veidojot četrus gluonus (sarkanu/purpursarkanu, sarkanu/dzeltenu), zilu/fuksīna un zaļu. /Ciāna). Melnā krāsa simbolizē faktu, ka pašas sadursmes laikā var notikt daudzas dažādas elementāras mijiedarbības. Kredīts: Soren J. Garnet
Šīs dualitātes dīvainība ir tādaProblēma ir tā, ka zinātniekiem nav ne jausmas, kāpēc vispār pastāv saikne starp diviem dažādiem izkliedes procesiem. “Mēs sajaucam divas ļoti atšķirīgas abu prognožu fiziskās īpašības un redzam saistību. Taču joprojām paliek noslēpums, kas tas ir,” skaidro pētījuma autori.
Kā tas palīdzēs zinātniekiem?
Saskaņā ar Standarta modeli un vispārpieņemtajiem fizikas likumiem šīs divas lietas nedrīkst būt saistītas.
- Standarta modelis ir pasaules subatomisks modelis, kas izskaidro visas daļiņas un to mijiedarbību.
Ar šīs apbrīnojamās dualitātes atklāšanušķiet, ka zinātniekiem ir jāturpina pētījums. Fizika atkal ir pārsteigusi zinātniekus, un viņi cer, ka atklājums novedīs pie jaunu daļiņu atklāšanas LHC.
Tādējādi pēc Higsa bozona atklāšanas 2012gadā jaunas sensacionālas daļiņas netika atklātas. Lai virzītu adatu uz "jaunas fizikas atrašanu", zinātnieki mēģina izdarīt prognozes, salīdzināt tos ar mērījumiem un meklēt iespējamās novirzes. Tur varētu būt atbilde.
Problēma ir tā, ka šie procesi prasaneticama precizitāte gan eksperimentālā, gan teorētiskā. Bet jo lielāki aprēķini, jo grūtāk to izpildīt. Šeit noder atklātā dualitāte. Piemēram, viens aprēķins var būt vienkāršāks par otru, taču abi sniegs vienādu atbildi. Zinātnieki gatavojas turpināt eksperimentus, cik reāla ir viņu teorija.
Lasīt vairāk
Tas ir medīts gadsimtiem ilgi: ko mēs zinām par planētu Vulkāns blakus Saulei
Astronomi ir atraduši planētu netālu no Zemes: tai ir ļoti dīvaina orbīta
Zinātnieki no Ķīnas ir pierādījuši, ka mūsdienu plākšņu nobīdes ir 2,5 miljardu gadu senas
</ p>