Išskirkite dar vieną standartinio modelio laimėjimą - nepaprastai sėkmingą teoriją, apibūdinančią, kaip sąveikauja visos žinomos pagrindinės dalelės.
Fizikai dar tiksliausiai išmatavo, kaip stipriai silpnoji jėga - viena iš keturių gamtos jėgų - veikia protoną.
Rezultatai, paskelbti šiandien (gegužės 9 d.) Žurnale „Gamta“, yra būtent tai, ką numatė standartinis modelis, ir tai dar vienas smūgis fizikų pastangoms surasti teorijoje saitus ir atrasti naują fiziką, galinčią paaiškinti, kas yra tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos. .
Nepaisant triumfo, standartinis modelis yra neišsamus. Tai nepaaiškina tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos, kurios kartu gali sudaryti daugiau kaip 95 procentus Visatos ir dar niekada nebuvo tiesiogiai stebimos. Teorija taip pat neapima gravitacijos ir nepaaiškina, kodėl visatoje yra daugiau materijos nei antimedžiaga.
Standartinio modelio testavimas
Vienas iš būdų išsamesnei teorijai yra išbandyti tai, ką sako standartinis modelis apie silpną jėgą, atsakingą už radioaktyvųjį skilimą, įgalinant branduolines reakcijas, kurios nuolat šviečia saulėje ir varo branduolines elektrines. Silpnos jėgos sąveikos stiprumas priklauso nuo dalelės vadinamojo silpnojo krūvio, lygiai taip pat kaip elektromagnetinė jėga priklauso nuo elektros krūvio, o gravitacija priklauso nuo masės.
„Mes tikėjomės, kad tai buvo vienas iš būdų rasti įtrūkimą standartiniame modelyje“, - sakė Gregas Smithas, fizikas Jeffersono nacionaliniame greitintuvo įrenginyje Virdžinijoje ir Q-silpnojo eksperimento projekto vadovas.
Tyrėjai sprogdino elektronų pluoštus prie protonų fondo. Elektronų sukiniai buvo lygiagrečiai arba antiparaleliai su pluoštu. Susidūrę su protonais, elektronai išsisklaidytų, daugiausia dėl sąveikos, susijusios su elektromagnetine jėga. Tačiau Smith pasakė, kad kas 10 000 ar 100 000 išsklaidymų įvyko per silpną jėgą.
Skirtingai nuo elektromagnetinės jėgos, silpnoji jėga nepaklūsta veidrodžio simetrijai ar paritetui, kaip vadina fizikai. Taigi, sąveikaudamas per elektromagnetinę jėgą, elektronas išsibarsto vienodai, nepaisant jo sukimosi krypties. Bet kai sąveikaujama per silpną jėgą, tikimybė, kad elektronas išsisklaidys, kada nors labai priklauso nuo to, ar sukinys yra lygiagretus, ar antiparalelinis, atsižvelgiant į elektrono judėjimo kryptį.
Eksperimente spindulys keitėsi tarp šaudymo elektronų su lygiagrečiais ir anti-paraleliniais sukimais maždaug 1000 kartų per sekundę. Tyrėjai išsiaiškino, kad išsibarstymo tikimybės skirtumas buvo tik 226,5 dalys milijardui, o tikslumas - 9,3 dalys milijardui. Tai prilygsta konstatavimui, kad dviejų kitaip tapačių Everesto kalnų aukštis skiriasi dolerio monetos storiu - tiksliai iki žmogaus plaukų pločio.
„Tai yra mažiausia ir tiksliausia asimetrija, kuri kada nors buvo matuojama iš protonų išsisklaidžiusių poliarizuotų elektronų atžvilgiu“, - teigė Kanados Manitobos universiteto fizikas Peteris Blundenas, nedalyvavęs tyrime. Jis pridūrė, kad matavimas yra įspūdingas pasiekimas. Be to, tai rodo, kad medžiojant naują fiziką, šie palyginti mažai energijos sunaudojantys eksperimentai gali konkuruoti su tokiais galingais dalelių greitintuvais, kaip „Big Hadron Collider“ netoli Ženevos, sakė Blundenas.
Nors silpnas protono krūvis pasirodė esąs beveik toks, kokį teigė standartinis modelis, vis tiek neprarandama viltis kada nors rasti naują fiziką. Rezultatai tik apriboja, kaip galėtų atrodyti naujoji fizika. Pavyzdžiui, Smithas teigė, kad jie atmeta reiškinius, susijusius su elektronų ir protonų sąveika, vykstančiais esant energijoms, mažesnėms nei 3,5 teraelektrono volto.
Vis dėlto būtų buvę daug įdomiau, jei jie būtų radę ką nors naujo, sakė Smithas.
„Aš buvau nusivylęs“, - jis pasakojo „Live Science“. "Aš tikėjausi kažkokio nukrypimo, kažkokio signalo. Bet kitiems žmonėms palengvėjo, kad mes buvome toli nuo to, ką numatė standartinis modelis."
