القائمة الرئيسية

الصفحات

نتيجة جديدة من تجربة LHCb تتحدى النظرية الرائدة في الفيزياء

  وجد تعاون LHCb في CERN أن الجسيمات لا تتصرف بالطريقة التي يجب أن تتصرف بها وفقًا للنظرية التوجيهية لفيزياء الجسيمات - النموذج القياسي.



يتنبأ النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات بأن الجسيمات المسماة كواركات الجمال ، والتي تم قياسها في تجربة LHCb ، يجب أن تتحلل إما إلى ميونات أو إلكترونات على قدم المساواة. ومع ذلك ، تشير النتيجة الجديدة إلى أن هذا قد لا يحدث ، مما قد يشير إلى وجود جسيمات أو تفاعلات جديدة لم يفسرها النموذج القياسي.


قاد الفيزيائيون من إمبريال كوليدج لندن وجامعات بريستول وكامبريدج تحليل البيانات للتوصل إلى هذه النتيجة ، بتمويل من مجلس منشآت العلوم والتكنولوجيا. تم الإعلان عن النتيجة اليوم في مؤتمر Moriond Electroweak Physics ونشرت كمطبوعة أولية.


ما وراء النموذج القياسي


النموذج القياسي هو أفضل نظرية حاليًا لفيزياء الجسيمات ، حيث يصف جميع الجسيمات الأساسية المعروفة التي يتكون منها كوننا والقوى التي تتفاعل معها.

ومع ذلك ، لا يمكن للنموذج القياسي أن يشرح بعضًا من أعمق الألغاز في الفيزياء الحديثة ، بما في ذلك ما تتكون منه المادة المظلمة وعدم توازن المادة والمادة المضادة في الكون.


لذلك كان الباحثون يبحثون عن جسيمات تتصرف بطرق مختلفة عما هو متوقع في النموذج القياسي ، للمساعدة في تفسير بعض هذه الألغاز.


قال الدكتور ميتش باتيل ، من قسم الفيزياء في إمبريال وأحد علماء الفيزياء البارزين وراء القياس: "كنا في الواقع نرتجف عندما نظرنا إلى النتائج لأول مرة ، كنا متحمسين للغاية. كانت قلوبنا تنبض بشكل أسرع قليلاً.


"من السابق لأوانه القول ما إذا كان هذا يمثل حقًا انحرافًا عن النموذج القياسي ، لكن الآثار المحتملة تجعل هذه النتائج هي أكثر الأشياء إثارة التي فعلتها خلال 20 عامًا في هذا المجال. لقد كانت رحلة طويلة للوصول إلى هنا . "


تجربة LHCb هي واحدة من أربع تجارب كبيرة في مصادم الهادرونات الكبير في CERN ، الواقع تحت الأرض على الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من جنيف. الائتمان: سيرن

اللبنات الأساسية للطبيعة


تم إنتاج نتائج اليوم من خلال تجربة LHCb ، وهي واحدة من أربعة كاشفات ضخمة للجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) التابع للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN).


المصادم LHC هو أكبر وأقوى مصادم للجسيمات في العالم - فهو يسرع الجسيمات دون الذرية إلى سرعة الضوء تقريبًا ، قبل أن تصطدم ببعضها البعض. تنتج هذه الاصطدامات دفقة من الجسيمات الجديدة ، والتي يقوم الفيزيائيون بتسجيلها ودراستها من أجل فهم أفضل لبنات البناء الأساسية للطبيعة.


يتساءل القياس المحدث عن قوانين الطبيعة التي تعامل الإلكترونات وأبناء عمومتها الأثقل وزنًا ، الميونات ، بشكل متماثل ، باستثناء الاختلافات الصغيرة بسبب كتلهم المختلفة.


وفقًا للنموذج القياسي ، تتفاعل الميونات والإلكترونات مع جميع القوى بالطريقة نفسها ، لذا يجب أن تتحلل كواركات الجمال التي تم إنشاؤها في LHCb إلى ميونات تمامًا كما تفعل مع الإلكترونات.


لكن هذه القياسات الجديدة تشير إلى أن الاضمحلال يمكن أن يحدث بمعدلات مختلفة ، مما قد يشير إلى أن جسيمات لم يسبق لها مثيل تعمل على قلب المقاييس بعيدًا عن الميونات.


فتح كاشف LHCb لتثبيت تحديث. الائتمان: سيرن

دكتوراه إمبراطوري. قال الطالب دانيال مويس ، الذي أدلى بالإعلان الأول عن النتائج في مؤتمر Moriond Electroweak Physics: "تقدم النتيجة تلميحًا مثيرًا للاهتمام لجسيم أساسي جديد أو قوة تتفاعل بطريقة لا تتفاعل بها الجسيمات المعروفة حاليًا للعلم.


"إذا تم تأكيد ذلك من خلال مزيد من القياسات ، فسيكون له تأثير عميق على فهمنا للطبيعة على المستوى الأساسي."


ليست نتيجة مفروغ منها


في فيزياء الجسيمات ، المعيار الذهبي للاكتشاف هو خمسة انحرافات معيارية - مما يعني أن هناك فرصة واحدة من كل 3.5 مليون أن تكون النتيجة صدفة. هذه النتيجة هي ثلاثة انحرافات - مما يعني أنه لا يزال هناك احتمال واحد من كل 1000 أن يكون القياس مصادفة إحصائية. لذلك من السابق لأوانه التوصل إلى أي استنتاجات قاطعة.


قال الدكتور مايكل ماكان ، الذي لعب أيضًا دورًا رائدًا في الفريق الإمبراطوري: "نحن نعلم أنه لا بد من وجود جسيمات جديدة لاكتشافها لأن فهمنا الحالي للكون يقصر من نواحٍ عديدة - لا نعرف ما 95 النسبة المئوية للكون مكونة من ، أو سبب وجود مثل هذا الاختلال الكبير بين المادة والمادة المضادة ، كما أننا لا نفهم الأنماط في خصائص الجسيمات التي نعرف عنها.


"بينما يتعين علينا انتظار تأكيد هذه النتائج ، آمل أن ننظر في يوم من الأيام إلى الوراء كنقطة تحول ، حيث بدأنا في الإجابة على بعض هذه الأسئلة الأساسية."


الآن ، يتعين على تعاون LHCb التحقق من نتائجهم بشكل أكبر من خلال جمع وتحليل المزيد من البيانات ، لمعرفة ما إذا كانت الأدلة على بعض الظواهر الجديدة باقية. من المتوقع أن تبدأ تجربة LHCb في جمع بيانات جديدة العام المقبل ، بعد ترقية الكاشف.

تعليقات

تعليقان (2)
إرسال تعليق

إرسال تعليق