11334
9
1
Эксперимент с мюонами в коллайдере продемонстрировал существование доныне неизвестной новой силы природы. По расчетам физиков, частицы должны были колебаться с определенной частотой - но в реальности колебания сильно отличались от стандартной модели, описывающей свойства элементарных частиц, исходя из законов физики. Результаты эксперимента доказывают существование доныне неизвестной силы и способны полностью изменить наши представления о Вселенной.
Ученые считают, что открыли пятую силу природы, о которой доныне ничего не было известно. Об этом свидетельствуют наблюдения за колебаниями элементарных частиц, которые не подчиняются ныне известным законам физики.
В ходе недавнего эксперимента физики запустили тяжелые элементарные частицы - мюоны, напоминающие электроны, но превосходящие их по массе, - по 14-метровому закольцованному магнитному коллайдеру, измеряя частоту их колебаний. В ходе экспериента под названием "Мюон G-2" колебания мюонов существенно отличались от стандартной модели - теории, предсказывающей поведения элементарных частиц, исходя из ныне известных физических законов. По мнению авторов эксперимента, ученых из лаборатории Ферми, это означает, что на мюоны действует неизвестная пятая сила. Мюоны - природные частицы, они естественным образом формируются при столкновении космических лучей с земной атмосферой, поэтому их свойства должны соответствовать стандартноймодели. Несоответствие можно объяснить лишь присутствием сторонних сил, пока не известных ученым. По мнению британского Совета по науке и технологиям, результаты эксперимента свидетельствуют либо о присутствии в мире еще не открытых субатомных частиц, либо о наличии силы, пока еще не известной ученым. Вероятность статистической погрешности в эксперименте они оценивают как 1:40 000.
В ходе недавнего эксперимента физики запустили тяжелые элементарные частицы - мюоны, напоминающие электроны, но превосходящие их по массе, - по 14-метровому закольцованному магнитному коллайдеру, измеряя частоту их колебаний. В ходе экспериента под названием "Мюон G-2" колебания мюонов существенно отличались от стандартной модели - теории, предсказывающей поведения элементарных частиц, исходя из ныне известных физических законов. По мнению авторов эксперимента, ученых из лаборатории Ферми, это означает, что на мюоны действует неизвестная пятая сила. Мюоны - природные частицы, они естественным образом формируются при столкновении космических лучей с земной атмосферой, поэтому их свойства должны соответствовать стандартноймодели. Несоответствие можно объяснить лишь присутствием сторонних сил, пока не известных ученым. По мнению британского Совета по науке и технологиям, результаты эксперимента свидетельствуют либо о присутствии в мире еще не открытых субатомных частиц, либо о наличии силы, пока еще не известной ученым. Вероятность статистической погрешности в эксперименте они оценивают как 1:40 000.
Британский физик Брайан Кокс назвал результат экспермиента "важным и многообещающим". "Он приблизил нас к открытию новых физических законов за пределами Стандартной модели". По его мнению, открытие причин, по которым меняется частота колебаний мюонов, станет самым значительным открытием в физике за многие годы.
Эксперимент "Мюон G-2" призван найти новые элементарные частицы или силы на основании наблюдений за взаимодействием мюонов с магнитным полем. В нем мюон ведет себя как магнитныйкорпус или гироскоп, колебаясь с определенной частотой, предсказанной Стандартной моделью. Но онколеблется сильнее, а почему - ученым лишь предстоит разобраться.
"В наше время очень интересно заниматься физикой частиц, - говорит профессор Марк Томпсон. - Мы знаем, что наше знание Вселенной неполно, и с помощью экспериментов пытаемся заглянуть за занавес, скрывающий ее устройство".
Стандартная модель, описывающая поведение элементарных частиц, была разработана около 50 лет назад. Она описывает поведение элементарных частиц - кварков и лептонов, каждые из которых попарно делятся на три поколения, представители которых имеют самую прочную связь между собой. Стабильную материю Вселенной образуют частицы первого поколения, а более тяжелые частицы стремятся опуститься до максимально стабильного уровня. На взаимодействие частиц определяется четырьмя силами: сильной, слабой, электромагнитной и гравитационной. Они действуют на разных уровнях и с разной интенсивностью.
Эксперимент "Мюон G-2" призван найти новые элементарные частицы или силы на основании наблюдений за взаимодействием мюонов с магнитным полем. В нем мюон ведет себя как магнитныйкорпус или гироскоп, колебаясь с определенной частотой, предсказанной Стандартной моделью. Но онколеблется сильнее, а почему - ученым лишь предстоит разобраться.
"В наше время очень интересно заниматься физикой частиц, - говорит профессор Марк Томпсон. - Мы знаем, что наше знание Вселенной неполно, и с помощью экспериментов пытаемся заглянуть за занавес, скрывающий ее устройство".
Стандартная модель, описывающая поведение элементарных частиц, была разработана около 50 лет назад. Она описывает поведение элементарных частиц - кварков и лептонов, каждые из которых попарно делятся на три поколения, представители которых имеют самую прочную связь между собой. Стабильную материю Вселенной образуют частицы первого поколения, а более тяжелые частицы стремятся опуститься до максимально стабильного уровня. На взаимодействие частиц определяется четырьмя силами: сильной, слабой, электромагнитной и гравитационной. Они действуют на разных уровнях и с разной интенсивностью.
Мицио Каку, вещущий мировой специалист в области теории струн, утверждает, что результаты эксперимента могут стать ключом ксозданию Великой теории всего, или Божественного урвавнения. "Эйнштейн говорил: если ты видишь хвост льва, скорее всего, на его конце имеется лев, - говорит ученый, - Возможно, отклонения от Стандартной модели станут хвостом, за который мы вытянем настоящую, полную теорию мира".
"Для нас это - как запуск марсохода", - говорит Крис Полли, специалист Лаборатории Ферми.
Как объясняет ученый Университета Джона Хопкинса Давид Каплан, главной идеей эксперимента "Мюон G-2" было разделить элементарные частицы и проследить не только за их состоянием, но и за состоянием пространства между ними. "Тайны кроются не в маретии, а в пространстве между ними, в квантовом поле", - считает ученый. Предыдущие эксперименты в течение десятилетий подтверждали справедливость Стандартной модели - до последнего эксперимента. "С учетом последних измерений, осуществленных специалистами лаборатории ЦЕРН в Большом Адронном коллайдере, мы можем утверждать, что поведение мюонов отличается от предсказанного теорией", - говорит профессор Ланкастер.
"Для нас это - как запуск марсохода", - говорит Крис Полли, специалист Лаборатории Ферми.
Как объясняет ученый Университета Джона Хопкинса Давид Каплан, главной идеей эксперимента "Мюон G-2" было разделить элементарные частицы и проследить не только за их состоянием, но и за состоянием пространства между ними. "Тайны кроются не в маретии, а в пространстве между ними, в квантовом поле", - считает ученый. Предыдущие эксперименты в течение десятилетий подтверждали справедливость Стандартной модели - до последнего эксперимента. "С учетом последних измерений, осуществленных специалистами лаборатории ЦЕРН в Большом Адронном коллайдере, мы можем утверждать, что поведение мюонов отличается от предсказанного теорией", - говорит профессор Ланкастер.
Стандартная модеь несовершенна, утверждает Каку, поскольку она не в полной степени моделирует силу гравитации, не учитывая ее бесконечный радиус действия. Электромагнитная сила также имеет бесконечный радиус действия, при этом онасильнее гравитации, а сильные и слабые взаимодействия осуществляются лишь на коротких расстояниях, дрминируя на уровне взаимодействия субатомных частиц. С учетом этих особенностей Стандартная модель, имеющая дело именно с элементарными частицами, практически не принимает во внимание силу гравитации, поскольку вставить в нее гравитацию из-за бесконечно малого ее влияния представляется проблематичным. Между тем, в ее отсутствии кроется слабость Стандартной модели. Именно поэтому ученые постоянно пытались испытывать ее на прочность, обнаруживая несоответствия во взаимодействиях частиц. Это не удавалось около 50 лет - и вот теперь отклонения от моделивсе же обнаружились.
Новый прорывный эксперимент осуществлен в Лаборатории Ферми в Батавии, штат Иллинойс, где ученые разработали технологию создания мюонов в ускорителях частиц, способных производить их в больших количествах. Мюонпочти в 200 раз тяжелее своего родственника электрона. Мюоны, образующиеся при столкновении солнычных лучей с атмосферой, были открыты в 1936 году.
"С самого начала мюоны удивляли физиков", - говорит ученый Грациано Веранзони из Лаборатории Ферми. Задачей ученых было проследить за колебаниями мюонов, вращающихся вокруггигантского магнита. Как и электроны, мюоны ведут себя так, словно внутри у них имеется магнит, поэтому в магнитном поле они прецессируют, или колеблются. Частота колебаний определяется силой внутреннего магнита во внешнем магнитном поле и описывается цифрой, которую физики называют g-фактром, и которую можно вычислить с чрезвычайно высокой точностью.
Вращаясь вокруг большого магнита, мюоны также взаимодействуют с квантовой пеной, состоящей из возникающих и исчезающих элементарных частиц. Концепция квантовой пены выросла из идеи Эйнштейна о колебаниях и отклонениях пространственно-временного континуума. Ученые ранее полагали, что он не сплошной и представляет собой подобие пены. Стандартная модель позволяет очень точно предсказать поведение частиц, составляющих пену, но если в квантовой пене содержатся частицы, или на нее действуют силы, не предусмотренные моделью, то g-фактор будет расти.
По мнеию многих физиков, обнаруженные расхождения со стандартной моделью могут полностью поменять наше понимание законов Вселенной. Специалистам Лаборатории Ферми необходимы еще 1-2 года, чтобы полностью проанализировать данные о частицах, двигавшихся входе эксперимента по 14-метровому магнитному кольцу. Если в результате полного анализа результаты не изменится, это будет означать огромный прорыв в области квантовой физики.
Источник: — переведено специально для fishki.net
Ссылки по теме:
- Американские ученые при поддержке Билла Гейтса проведут эксперимент по охлаждению Земли
- Вот что происходит с мыльными пузырями на морозе!
- Что говорит человек науки о фантастических блокбастерах
- 10 неожиданных фактов о Николе Тесле
- 10 невероятных изобретений женщин
Новости партнёров
реклама
но бензин точно подорожает
.
Извините моё невежество, но какие первые четыре силы природы открыли физики?
2. Электромагнитные силы - почему Ваше тело и всё вокруг не разваливается на атомы. Свет, радио - это то же про них. Химические реакции тоже.
3, 4. Сильные и слабые ядерные взаимодействия - почему атомы и их запчасти не разваливаются на еще какие-то запчасти.
Молекулярной натяжение?
Сила инерции?
Наверное если хорошо подумать можно ещё пару десятков таких сил накидать)
Все остальные силы сводятся к четырем фундаментальным.
Или вообще являются "кажущимися", зависящими от выбранной системы отсчета.
Если посмотреть в мелкоскоп на мю- глюон то увидим вот ))
Мы помним как учёные уже ставили метки на нейтрино в коллайдере во Франции и считывали их под скалой в Италии. Было очень смешно читать подобное.
Нужно как-то оправдывать деньги вложенные в коллайдер и строить новый в районе Сибири или Сахары или Антарктиды. Сибирь привлекательнее. Вот и пудрят нам мозги яко бы гениальными открытиями.
Давно известно наличие целого огромного пласта "неизвестного", это "темная сила" и "темная энергия".
Поймать нельзя, но без них никак не складывается НАША Вселенная.
Без темной материи "не складываются" скорости вращения, размеры галактик, а без темной энергии никак не объясняется разгон расширения вселенной, когда как она за счет гравитации должна постепенно тормозиться, прекратить и схлопнуться, как мяч подкинутый наверх упадет обратно, а он ускоряясь улетает...
И никто пока не может сказать, из чего состоит эта материя, так как кроме гравитации она себя никак не выдает, и пока никто не знает, как "померять" эту энергию.
Вояджер на границе солнечной системы летит не по рассчитанный траектории.
На него что то воздействует. Только никто не знает что. Там вроде как ничего нет.
https://ru.kinorium.com/name/1886031/https://ru.kinorium.com/name/1886031/
А потом, "возможно" "теоретический" "неподтвержденно" "вероятность 1 к 50000" и так далее...
Пока нет подтверждения, нету и "ОТКРЫЛИ"