A Nagy Hadronütköztető újraindítása és a természet ötödik erejének keresése | Nagy hadronütköztető

A Nagy hadronütköztető Az (LHC) három év kihagyás után pénteken folytatódik, és várhatóan megoldja azt a tudományos kérdést, hogy vajon egy rejtélyes anomália utalhat-e a természet ötödik alapvető erejére.

rejtélyes eredmények Tavaly említettem Újra felgyújtotta a reményt, hogy a 20 mérföld hosszú ütköztető egy második hatalmas felfedezést tehet, több mint egy évtizeddel később. Higgs-bozon.

„Nagyobb optimizmussal indulunk ebbe a versenybe a forradalom közeledtével kapcsolatban” – mondta Dr. Mitch Patel, az Imperial College London részecskefizikusa, akinek csapata tavaly a kutatásért volt felelős.

Eddig minden, amit az LHC-ben felfedeztek – így a Higgs-ben is – összhangban van az ún. Alapforma. Ez a részecskefizika irányadó elmélete az 1970-es évek óta, de köztudottan hiányos, mert nem képes megmagyarázni a fizika legmélyebb titkait, például a sötét anyag természetét.

De, Az LHCb kísérletben gyűjtött adatokamely a svájci Cernben található négy hatalmas részecskedetektor egyike, amely úgy tűnik, hogy a részecskék olyan viselkedését mutatják, amelyet a Standard Modell nem magyarázhat meg.

A kísérlet során a szépségkvarkoknak nevezett részecskék bomlását vizsgálták, amelyek várhatóan azonos sebességgel bomlanak elektronokká és nehezebb rokonaikká, müonokká. Úgy tűnik azonban, hogy a szépségkvarkok 15%-kal kevesebb müont tartalmaznak, ami azt jelzi, hogy egy ismeretlen tényező – potenciálisan új erő – billentette meg a mérleget. A legjobb jelöltek közül kettő a hipotetikus erőhordozó részecskék, az úgynevezett leptokvarkok vagy Z-prímek.

„Nagyon nagy a tét” – mondta Patel. „Ha ezt megerősítjük, olyan forradalom lesz, amilyet még soha életemben nem láttunk. Ne akard elrontani.”

Mielőtt 2018-ban leállította volna az LHC-t promóció céljából, a csapat elegendő adatot gyűjtött össze ahhoz, hogy jelezze, nagyjából ezres volt az esély egy véletlen kimenetelre. A részecskefizika aranystandardja azonban sokkal szigorúbb, 3,5 méteres megbízhatósági szint mellett, ami azt jelenti, hogy több adatra van szükség a felfedezés bejelentése előtt. Régóta fennáll annak a lehetősége is, hogy valamilyen ismeretlen kísérleti hiba magyarázza az eredményeket.

„Amikor megmutatja ezt az eredményt a részecskefizikusoknak, az első ösztönük az, hogy „elcseszettek”, nem pedig egy új természeti erő” – mondta Patel. „Mi, fizikusok szeretünk a bizonyosság fölött lenni, és kilépni a másik oldalról.”

Az elmúlt évben a várakozások megnövekedtek a fizika érdekesebb utalásaival, amelyek túlmutatnak más kísérletekben, beleértve a legutóbbi kísérleteket is. A Fermilab megmagyarázhatatlan eredményei az Egyesült Államokban.

„Úgy tűnik, most egy sor laza szál van” – mondta John Butterworth professzor, a University College London professzora, aki a Large Hadron Collider Atlas kísérletén dolgozik. „Ez arra késztetett, hogy azon gondolkodjak, hogy valami elérhető közelségbe kerülhet ebből a versenyből vagy a következő fordulóból.”

Butterworth szerint ha az LHC nem talál egy új tudományt a szabványos modellen túl, az nem jelent kudarcot, hanem „kissé zűrzavarban” hagyná a terepet, hogy merre nézzünk tovább.

A harmadik kör várhatóan 2026-ig tart, egy olyan frissítést követően, amely további erős mágnesek felszerelését is magában foglalta, amelyek célja az ütközőben lévő protonok finomabb, sűrűbb nyalábokká tömörítése. Ez növeli a részecskék ütközésének arányát a gyorsítón belül, ami azt jelenti, hogy a tudósok nagyobb pontossággal tudják majd nyomon követni a ritka eseményeket.

„Az új ötletek felfedezésének lehetősége még mindig nagyon nagy” – mondta Ashutosh Kotwal, az amerikai Duke Egyetem kísérleti részecskefizikusa, a Nagy Hadronütköztető Atlas-kísérletével foglalkozó kutatócsoport társelnöke. „Meg kell jegyezni. hogy az eddig összegyűjtött adatok csak egytizedét teszik ki az összesnek. Amit tervezünk. Túl korai még megijedni.”