• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Är partikelfysik på väg att skriva om standardmodellen? Inte så snabbt…
    En ny subatomär partikelobservation får några forskare att ifrågasätta standardmodellen. PASIEKA/Getty Images

    "Mot bakgrund av den senaste analysen av skönhetsmesons förfall, gryningen av en ny era, det med 'ny fysik, "kan närma sig." Så meddelade ett nyligen uttalande från Polens institut för kärnfysik.

    Nu, om du inte är en partikelfysik buff, du kanske gissar att en skönhet meson, även känd som en B meson, är någon form av exotisk kosmetisk behandling. Faktiskt, fastän, det är en typ av subatomär partikel, och enligt standardmodellen för partikelfysik-det 40-åriga teoretiska ramverket som beskriver de grundläggande interaktionerna mellan olika byggstenar av materia och elementära krafter-bör skönhetsmesoner förfalla vid mycket specifika vinklar och frekvenser.

    "Det är oerhört svårt att komma med en helt ny ram." John Campbell, Fermi National Accelerator Laboratory teoretisk fysiker

    Vad forskare har upptäckt de senaste åren, fastän, är att skönhetsmesoner inte riktigt stämmer överens med förutsägelser baserade på standardmodellen. Institutets pressmeddelande, till exempel, uppmärksammar data från 2011 och 2012 från Large Hadron Collider, anläggningen längs den fransk-schweiziska gränsen som är världens största och mest kraftfulla partikelaccelerator. En ny metod för att analysera data, föreslagen av polska fysikern Marcin Chrząszcz, indikerar att skönhetsmesons förfallningsvinkel skiljer sig från vad standardmodellen skulle indikera.

    Chrząszcz betonar att i fysikens värld, det nya fyndet betraktas inte som en "upptäckt, "eftersom avvikelsen inte är tillräckligt stor.

    "Detta är vad vi kallar en observation, ”förtydligar han i ett mejl.

    Ändå, avvikelsen tillför åtminstone lite fart till tanken att den sedan länge etablerade standardmodellen kan behöva åtminstone en liten översyn. Medan de flesta vanliga människor förmodligen aldrig har hört talas om det, Standardmodellen förklarar verkligheten runt oss som minsta, mest grundläggande nivå. Det teoretiska ramverket beskriver hur materiens grundläggande byggstenar - de grundläggande partiklarna - styrs av krafter som elektromagnetism.

    Standardmodellen "har framgångsrikt förklarat nästan alla experimentella resultat och exakt förutsagt en mängd olika fenomen, "säger webbplatsen för CERN, den europeiska fysikforskningsorganisationen som driver Large Hadron Collider. "Med tiden och genom många experiment, Standardmodellen har blivit etablerad som en väl beprövad fysikteori. "(Om du vill ha mer information, kolla in CERNs primer på standardmodellen.)

    Men medan standardmodellen verkligen har varit användbar för fysiker, de har varit medvetna ett tag om att det inte förklarar allt om det subatomära området. Som CERN noterar, teorin står bara för tre av de fyra grundkrafterna, genom att utelämna tyngdkraftens inflytande. Det förklarar inte heller fenomen som den mörka materiens natur, den mystiska massan som tillsammans med mörk energi, utgör 96 procent av universum. Det är frågan om hur nyupptäckta partiklar kan passa in i teorin. Och slutligen, det finns också grumligheten som finns kvar runt Higgs boson, en partikel som är en väsentlig del av standardmodellen.

    Under 2012, forskare som använder Large Hadron Collider meddelade att de upptäckt en partikel som verkar var den rätta, men ärendet är inte riktigt avslutat än. "Denna partikel överensstämmer med Higgs boson men det kommer att ta ytterligare arbete för att avgöra om det är Higgs boson som förutses av standardmodellen, eller inte. "CERNs webbplats förklarar.

    Så betyder det allt att det är dags att kasta ut standardmodellen och börja om? Inte knappast. John Campbell, en teoretisk fysiker vid Fermi National Accelerator Laboratory, det bästa amerikanska partikelfysiklaboratoriet, förklarade via e -post att forskare kanske bara behöver pyssla med det lite.

    "Varje alternativ måste redogöra för en mängd experimentella observationer som har gjorts under mycket många år, "säger han." Det är oerhört svårt att komma på ett helt nytt ramverk som förklarar alla observerade fenomen på ett lika framgångsrikt sätt som standardmodellen. "

    Istället, han säger, det bästa sättet kan vara att lägga till "tillägg" som beskriver nya partiklar och hur de interagerar med dem som redan finns i standardmodellen.

    "Det finns många möjliga förlängningar, "säger Campbell, "men deras antal reduceras kraftigt av kravet på att de inte får införa effekter som hittills inte är förenliga med observationer."

    Den mest betydande förlängningen skulle förmodligen vara en som förklarar mörk materia inom ramen för standardmodellen. En sådan upptäckt "skulle få stor inverkan, " han säger, "inte bara inom partikelfysik, men också i kosmologin. Misstänker den bakomliggande teorin om mörk materia, vi skulle kunna beräkna de förväntade effekterna exakt. Till exempel, vi kunde bättre förstå hur vi skulle kunna observera det direkt, och även hur dess närvaro präglas av kosmos. "

    Nu är det coolt

    Large Hadron Collider innehåller supraledande elektromagneter som måste kylas till minus 456,34 grader F (minus 271,3 grader Celsius) för att fungera korrekt. Det är kallare än temperaturen i yttre rymden.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com