Pievienojiet vēl vienu standarta modeļa uzvaru - izcili veiksmīgo teoriju, kas apraksta visu zināmo pamata daļiņu mijiedarbību.
Fiziķi visprecīzāk ir mērījuši, cik spēcīgi vājie spēki - viens no četriem dabas spēkiem - iedarbojas uz protonu.
Rezultāti, kas šodien (9. maijā) publicēti žurnālā Nature, ir tieši tas, ko prognozēja standarta modelis, aplūkojot vēl vienu triecienu fiziķu centieniem atrast teorijas radījumus un atklāt jaunu fiziku, kas varētu izskaidrot, kas ir tumšā matērija un tumšā enerģija. .
Neskatoties uz triumfiem, standarta modelis ir nepilnīgs. Tas neizskaidro tumšo matēriju un tumšo enerģiju, kuras kopā var sastādīt vairāk nekā 95 procentus no Visuma un kuras vēl nekad nav novērotas tieši. Teorija arī neietver smagumu vai izskaidro, kāpēc Visums satur vairāk matērijas nekā antimateriāls.
Standarta modeļa pārbaude
Viens veids, kā sasniegt pilnīgāku teoriju, ir pārbaudīt standarta modeļa teikto par vājo spēku, kas ir atbildīgs par radioaktīvo sabrukšanu, ļaujot kodolreakcijām, kas uztur sauli spīdēt un virzīt atomelektrostacijas. Vāja spēka mijiedarbības stiprums ir atkarīgs no daļiņas tā sauktā vājā lādiņa, tāpat kā elektromagnētiskais spēks ir atkarīgs no elektriskā lādiņa, un smagums ir atkarīgs no masas.
"Mēs tikai cerējām, ka tas ir viens ceļš, kā atrast plaisu standarta modelī," sacīja Gregs Smits, fiziķis no Džefersona Nacionālā paātrinātāja iekārtas Virdžīnijā un Q-silp eksperimenta projekta vadītājs.
Pētnieki uzspridzināja elektronu starus pie protonu kopas. Elektronu griešanās bija vai nu paralēla, vai antiparalēla ar staru. Sadursoties ar protoniem, elektroni izkliedējas, galvenokārt mijiedarbības rezultātā, kas saistīta ar elektromagnētisko spēku. Bet pēc katriem 10 000 vai 100 000 izkliedes, Smits sacīja, viens notika caur vāju spēku.
Atšķirībā no elektromagnētiskā spēka, vājais spēks nepakļaujas spoguļa simetrijai vai paritātei, kā to sauc fiziķi. Tātad, mijiedarbojoties ar elektromagnētisko spēku, elektrons izkliedējas vienādi neatkarīgi no tā griešanās virziena. Bet, mijiedarbojoties ar vāju spēku, varbūtība, ka elektrons izkliedēsies, tik maz ir atkarīga no tā, vai griešanās ir paralēla vai antiparalēla attiecībā pret elektrona kustības virzienu.
Eksperimentā staru kūlis mainījās starp elektronu aizdedzi ar paralēliem un antiparalēliem griezieniem apmēram 1000 reizes sekundē. Pētnieki atklāja, ka izkliedes varbūtības atšķirība bija tikai 226,5 daļas uz miljardu ar precizitāti 9,3 daļas uz miljardu. Tas ir līdzvērtīgi secinājumam, ka divi citādi identiski Mount Everests atšķiras pēc dolāra monētas biezuma - ar precizitāti līdz cilvēka matu platumam.
"Šī ir mazākā un precīzākā asimetrija, kāda jebkad bijusi izmērīta protonu polarizēto elektronu izkliedē," sacīja Pēteris Blundens, Kanādas Manitobas universitātes fiziķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Viņš piebilda, ka mērījums ir iespaidīgs sasniegums. Plus, tas parāda, ka, meklējot jauno fiziku, šie salīdzinoši zemas enerģijas eksperimenti var sacensties ar jaudīgiem daļiņu paātrinātājiem, piemēram, Lielais hadronu sadursmes mehānisms netālu no Ženēvas, sacīja Blundens.
Kaut arī protona vājais lādiņš izrādījās diezgan daudz tāds, kāds tika teikts standarta modelī, tomēr cerība kaut kad atrast jaunu fiziku nav zaudēta. Rezultāti tikai ierobežo to, kāda varētu būt šī jaunā fizika. Piemēram, Smits sacīja, ka viņi izslēdz parādības, kas saistītas ar elektronu-protonu mijiedarbību, kas notiek pie enerģijām, kas zemākas par 3,5 teraelektrona voltiem.
Tomēr Smits sacīja, ka tas būtu bijis daudz aizraujošāk, ja viņi būtu atraduši kaut ko jaunu.
"Es biju vīlies," viņš stāstīja Live Science. "Es cerēju uz kaut kādām novirzēm, kādu signālu. Bet citiem cilvēkiem radās atvieglojums, ka mēs nebijām tālu no tā, ko paredzēja standarta modelis."
