Вчені виявили двоїстість між двома типами процесів розсіювання при зіткненнях протонів у
Подвійність у фізиці
Поняття двоїстості зустрічається у різнихгалузях фізики. Найбільш відомий приклад — корпускулярно-хвильовий дуалізм у квантовій механіці. Знаменитий двощілинний експеримент Томаса Юнга показав, що світло поводиться як хвиля, а Альберт Ейнштейн отримав Нобелівську премію за те, що показав — світло поводиться. .
Дивно те, що світло насправді є ітим, і іншим одночасно. Є просто два способи поглянути на нього і кожен з них має математичний опис. Абсолютно різні пояснення одного і того ж об'єкта.
«Те, що ми зараз виявили, це подібнадвоїстість, — пояснює Матіас Вільгельм, доцент Міжнародної академії Нільса Бора. — Ми розрахували прогноз для двох процесів розсіювання. Поточні розрахунки менш відчутні з експериментальної точки зору, ніж знаменитий двощілинний експеримент. Однак між ними існує чітка математична карта, яка показує, що вони обидва процеси містять одну й ту саму інформацію. Вони якось пов'язані».
Новий експеримент
На Великому адронному колайдері взаємодіютьбезліч протонів - серед них є безліч субатомних частинок, глюонів та кварків. При зіткненні два глюони від різних протонів можуть взаємодіяти, і з'являються нові частинки, такі як бозон Хіггса. Ці процеси створюють цікаві візерунки у детекторах.
Джерело: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Дослідники складають карту того, як виглядаютьці патерни, а фізики-теоретики описують ці процеси у математичних термінах. Мета — зібрати достатньо даних для створення прогнозів, які можна порівняти з результатами експериментів.
У процесі такої роботи вчені розрахувалипроцес розсіювання двох глюонів, що взаємодіють з утворенням чотирьох глюонів, а також процес розсіювання двох глюонів, що взаємодіють з утворенням глюону і частинки Хіггса, злегка спрощеної версії Стандартної моделі. Виявилось, що результати цих двох розрахунків пов'язані. «Це класичний випадок подвійності пояснюють вчені. - Якимось чином відповідь про те, наскільки ймовірно, що відбудеться один процес розсіювання, пов'язаний з тим, наскільки ймовірно, що відбудеться і другий ».
З лівого боку – процес розсіювання за участюдвох глюонів (зелений/жовтий та синій/блакитний), що взаємодіють з утворенням глюону (червоний/пурпурний) та частинки Хіггса (білий). Більш складний процес розсіювання справа відображає більш простий процес зліва, але тут - два глюони (зелений/жовтий і синій/блакитний), що взаємодіють з утворенням чотирьох глюонів (червоний/пурпурний, червоний/жовтий), синій/пурпурний та зелений/блакитний). Чорний колір символізує той факт, що при зіткненні може відбутися безліч різних елементарних взаємодій. Надано: Сорен Дж. Гранат.
Дивність цієї двоїстості полягаєв тому, що вчені поняття не мають, чому взагалі існує зв'язок між двома різними процесами розсіювання. «Ми змішуємо дві дуже різні фізичні властивості двох передбачень і бачимо зв'язок. Але досі залишається загадкою, чим вона полягає », - пояснюють автори дослідження.
Як це допоможе вченим?
Відповідно до Стандартної моделі та загальноприйнятих законів фізики, ці дві речі не повинні бути пов'язані.
- Стандартна модель - це модель світу на субатомному рівні, яка пояснює всі частинки та їх взаємодії.
З відкриттям цієї дивовижної подвійностівченим, схоже, доведеться продовжити дослідження. Фізика вкотре здивувала вчених і вони сподіваються, що відкриття призведе до виявлення нових частинок на ВАК.
Так, після відкриття бозона Хіггса в 2012 роціроці жодних нових сенсаційних частинок виявлено не було. Щоб зрушити з мертвої точки на «знайти нову фізику», вчені намагаються робити передбачення, порівнювати їх з вимірюваннями і шукати можливі відхилення. Саме там може бути відповідь.
Проблема у тому, що для цих процесів потрібнанеймовірна точність, як експериментальна, і теоретична. Але що більше розрахунки, то складніше її дотриматися. Тут і знадобиться виявлена подвійність. Наприклад, одне обчислення може бути простіше іншого, але обидва вони дадуть однакову відповідь. Вчені збираються продовжити експерименти, наскільки реальна їхня теорія.
Читати далі
За нею полювали століттями: що нам відомо про планету Вулкан поруч із Сонцем
Астрономи знайшли планету неподалік Землі: у неї дуже дивна орбіта
Вчені з Китаю довели, що сучасні зрушення плит датуються 2,5 млрд років
</ P>