Fizikçiler Tevatron çarpıştırıcısının sonuçlarını 10 yıl boyunca incelediler ve deneysel olarak şu sonuca vardılar:
Ne oldu
W-boso, zayıf nükleer kuvveti taşıyan temel parçacıktır. Standart Fizik Modeline göre çok daha ağır olduğu ortaya çıktı.
Teorik ve deneysel veriler arasında %0,09'luk bir fark bulundu. Bu küçük gibi görünüyor, ancak bu hata standart olandan çok daha büyük -% 0,01.
Bu, tüm fizikçiler için inanılmaz derecede önemli bir bilgidir.Dünya, diyor Zürih Üniversitesi'nde fizikçi olan Florencia Canelli. Elde edilen veriler diğer deneylerde doğrulanırsa, Standart Fizik Modeli ile ilk ciddi tutarsızlık ortaya çıkacaktır - bu, maddeyi oluşturan tüm parçacıkları ve yerçekimi hariç tüm temel etkileşimleri tanımlayan bir teoridir.
Evet, Standart Model herkes için çalışmazsüreçler. Bu nedenle, en az bir ciddi tutarsızlık ortaya çıkarsa, modelin değiştirilmesi gerekecektir. Ancak deneyin sonuçları konusunda temkinli olan fizikçiler var.
W-boson kütle ölçümlerinin oluşturulmasıJohannes Gutenberg Üniversitesi'nden fizikçi Matthias Schott, deneysel verilerin çok karmaşık bir süreç olduğunu, Standart Model ile mevcut tutarsızlığı dikkatle yorumlayacağımı söylüyor. Fizikçilerin bu tür tutarsızlıkların neden oluştuğunu mümkün olduğunca kesin bir şekilde anlamaları gerektiğine inanıyor.
W-boson hakkında ne biliyoruz?
Parçacık 1983'te keşfedildi. O zamanki deneyler, W bozonunun 85 proton ağırlığında olduğunu hesapladı. Kütleyi hesaplamak zor olduğu için bu değerin hatası %5 veya daha fazlaydı.
Z-boson ve W-boson, çoğu olayda yer alır.nükleer reaksiyonlar, özellikle Güneş'te meydana gelen termonükleer füzyonda. W ve Z bozonları, doğanın dört temel kuvvetinden biri olan zayıf nükleer kuvveti taşır. W-bozonu, parçacıkların üretildiği ve daha sonra yüksek enerjide bir araya getirildiği çarpıştırıcılarda incelenir. Parçacıklar bozunmaları sırasında elektronların bir alt türüne veya müonlara ve nötrinolara sabitlenebilir. Nötrino iz bırakmadan kaybolur, ancak elektron ve müon izlenebilir.
Çürüme sürecinde orijinalin çoğuW bozonunun kütlesi yeni parçacıkların enerjisine dönüştürülür. Eğer fizikçiler bu enerjiyi ölçebilir ve parçacıkların nasıl bozunduğunu belirleyebilirlerse, W bozonunun kütlesini de belirleyebilecekler. Ancak nötrinoların hareketleri izlenemiyorsa, bir elektronun veya müonun enerjisinin hangi kısmının kütleyle, hangi kısmının momentumla ilişkili olduğunu tam olarak söylemek imkansızdır.
Yeni çalışmanın yazarları ne yaptı?
Science dergisinde yayınlanan bir makalede,Araştırmacılar, Tevatron parçacık hızlandırıcı kullanılarak toplanan verilerin neredeyse on yıllık bir analizini rapor ediyor. Yazarlara göre bu ölçümler, diğerlerinin toplamından daha doğrudur. Yazarlar, W-bozonunun kütlesinin elektronun kütlesinden yaklaşık 157 bin kat daha büyük olduğunu hesapladılar. Yeni ölçüm sayesinde, Standart Fizik Modelinin uygunluğu test edilebilir.
Yeni fizik nedir?
Bu, fiziksel yasalara verilen addır.Standart Modelin ötesine geçin. Ve yeni çalışma bu tür fiziğin ilk ipucu değil. 2021'de muon-g2 ile yapılan deneyde de benzer bir durum yaşandı. Ancak bu çalışmanın doğruluğu yeni sonuçlara göre önemli ölçüde düşüktü.
W bozonunun kütlesi, yedi standart sapma kadar beklenenden daha yüksekti, bu da bunun bir kaza olma olasılığının trilyonda bir olduğu anlamına geliyor.
"Bu boyut en önemliStandart Modelin temel tahmininden sapma, bilim adamlarının şimdiye kadar kaydettiklerinden daha fazla. Bu yüzden, zayıf nükleer kuvveti veya bu kuvveti deneyimleyen tüm parçacıkları henüz tam olarak anlamadığımızın bir ipucu olduğunu düşünüyorum” dedi Duke Üniversitesi'nde profesör olan Ashutosh Kotwal.
Yeni keşif fizikte neyi değiştirecek?
Bu keşfin sonuçları henüz gelmeditamamen anlamak için. Standart Model yeni ölçümlere uyacak şekilde kolayca ayarlanabilir. Ancak çalışmanın yazarları, bir paradigma değişiminin başlangıcına ve daha önce bilinmeyen fiziğin ortaya çıkışına tanık olduklarına inanıyorlar.
Yoldaki ilk önemli adım,bağımsız onay Şimdi deney üzerinde çalışan 400 bilim insanı, bir sonraki adımı anlamak için sonucu analiz etmek için diğer fizikçilerle bir araya geliyor. CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, W-bozonu hakkında veri topluyor ve yeni deneyler için kullanılabilir.
"Yeni bir elektron-pozitron inşa edersekçarpıştırıcı, W-bozonunun kütlesini de çok doğru bir şekilde ölçebilecek. Ek olarak, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve daha küçük özel deneyler, yeni parçacıkları ve bunların etkileşimlerini yüksek hassasiyetle ölçer. Yeni bir fizik varsa, o zaman bu deneylerde onu gözlemlemek mümkün olacak” diye açıkladı Profesör Kotwal.
Daha fazla oku:
On yıllık bir çalışmanın ardından bilim adamları standart fizik modelini sorguladılar.
Dünya'nın içinde başka bir "gezegen" var: doğmakta olan yaşamı nasıl kurtardı?
Eski hücreler yeniden programlandı ve 30 yaş gençleştiler: nasıl çalışıyor?