په فزیک کې د خنډ څخه څنګه ځان خلاص کړئ؟
د راتلونکي نسل د ذراتو ټکر به ملیاردونه ډالر لګښت ولري. په اروپا او چین کې د داسې وسایلو جوړولو پلانونه شتون لري، مګر ساینس پوهان پوښتنه کوي چې ایا دا معنی لري. شاید موږ باید د تجربې او څیړنې نوې لاره وګورو چې په فزیک کې به د پرمختګ لامل شي؟
معیاري ماډل په مکرر ډول تایید شوی ، پشمول په لوی هاډرون کولیډر (LHC) کې ، مګر دا د فزیک ټولې هیلې نه پوره کوي. دا نشي کولی اسرار تشریح کړي لکه د تیاره مادې او تیاره انرژي شتون، یا ولې جاذبه له نورو بنسټیزو ځواکونو څخه دومره توپیر لري.
په ساینس کې په دودیز ډول د دې ډول ستونزو سره معامله کوي، د دې فرضیې تایید یا ردولو لپاره یوه لاره شتون لري. د اضافي معلوماتو راټولول - په دې حالت کې، د غوره دوربینونو او مایکروسکوپونو څخه، او ممکن د بشپړ نوي، حتی لوی څخه سپر بمپر دا به د موندلو فرصت رامینځته کړي supersymmetric ذرات.
په 2012 کې، د چین د علومو اکاډمۍ د لوړ انرژي فزیک انسټیټیوټ د لوی سوپر کاونټر جوړولو پلان اعلان کړ. پلان شوی د الکترون پوزیټرون کولیډر (CEPC) دا به شاوخوا 100 کیلومتره فریم ولري، د LHC څخه نږدې څلور ځله (1). په ځواب کې، په 2013 کې، د LHC چلونکي، یعنی CERN، د نوي ټکر وسیلې لپاره خپل پلان اعلان کړ. راتلونکی سرکلر کولیډر (FCC).
1. د پلان شوي CEPC، FCC او LHC سرعت کونکو اندازه پرتله کول.
په هرصورت، ساینس پوهان او انجنیران حیران دي چې آیا دا پروژې به د لویې پانګونې ارزښت ولري. چن نینګ یانګ، په ذره فزیک کې د نوبل جایزې ګټونکي، درې کاله وړاندې په خپل بلاګ کې د نوي سوپر سیمیټري په کارولو سره د سوپر سیمیټري د نښو په لټون انتقاد وکړ او دا یې "د اټکل لوبه" وبلله. یو ډیر ګران اټکل. دا په چین کې د ډیری ساینس پوهانو لخوا واوریدل شو، او په اروپا کې، د ساینس پوهانو د FCC پروژې په اړه په ورته روح کې خبرې وکړې.
دا په فرانکفورت کې د پرمختللي مطالعاتو انسټیټیوټ کې د فزیک پوه سبین هوسنفیلډر لخوا ګیزموډو ته راپور شوی. -
د نورو قوي ټکرونو رامینځته کولو لپاره د پروژو انتقاد کونکي یادونه کوي چې وضعیت د هغه وخت سره توپیر لري کله چې دا جوړ شوی و. دا هغه وخت پیژندل شوی و چې موږ حتی په لټه کې یو بوګس هیګز اوس اهداف لږ تعریف شوي دي. او د هغو تجربو په پایلو کې چوپتیا چې د لوی هاډرون کولیډر لخوا ترسره شوي ترڅو د هګز کشف ځای په ځای کړي - د 2012 راهیسې هیڅ پرمختګ موندنې پرته - یو څه بدمرغه دی.
سربیره پردې، یو ښه پیژندل شوی، مګر شاید نړیوال نه وي، حقیقت دا دی هرڅه چې موږ په LHC کې د تجربو د پایلو په اړه پوهیږو یوازې د 0,003٪ په اړه ترلاسه شوي ډاټا تحلیل څخه راځي. موږ نور نشو کولی. دا نشي رد کیدی چې د فزیک لوی پوښتنو ځوابونه چې موږ یې ځوروي لا دمخه په 99,997٪ کې دي چې موږ یې په پام کې نه دي نیولي. نو شاید تاسو دومره اړتیا نه لرئ چې یو بل لوی او ګران ماشین جوړ کړئ، مګر د ډیرو معلوماتو تحلیل کولو لپاره لاره ومومئ؟
دا په پام کې نیولو سره ارزښت لري، په ځانګړې توګه له هغه وخته چې فزیک پوهان هیله لري چې نور هم د ماشین څخه وباسي. د دوه کلن ځنډ وخت (په نوم یادیږي) چې پدې وروستیو کې پیل شوی به تر 2021 پورې کولیډر غیر فعال وساتي ، د ساتنې لپاره اجازه ورکوي (2). دا به بیا په ورته یا یو څه لوړ انرژي کې فعالیت پیل کړي ، مخکې لدې چې په 2023 کې د لوی پرمختګ څخه تیر شي ، د 2026 لپاره ټاکل شوي بشپړیدو سره.
دا عصري کول به یو ملیارد ډالر مصرف کړي (د FCC د پلان شوي لګښت په پرتله ارزانه) ، او هدف یې د تش په نوم رامینځته کول دي. لوړ رڼا-LHC. تر 2030 پورې، دا کولی شي د ټکرونو شمیر لس چنده زیات کړي چې یو موټر په یوه ثانیه کې تولیدوي.
2. په LHC کې د ترمیم کار
دا یو نیوټرینو وو
یو له هغه ذراتو څخه چې په LHC کې ندی موندل شوی، که څه هم تمه کیده، دا دی WIMP (- په کمزوري ډول د لویو ذراتو متقابل عمل). دا فرضي درنې ذرات دي (له 10 GeV / s² څخه څو TeV / s² پورې، پداسې حال کې چې د پروټون ډله د 1 GeV / s² څخه لږ څه کمه ده) د لیدل شوي مادې سره د ضعیف تعامل سره پرتله کولو ځواک سره تعامل کوي. دوی به یو پراسرار ډله تشریح کړي چې تیاره ماده نومیږي ، کوم چې په کائنات کې د عادي مادې په پرتله پنځه ځله ډیر عام دی.
په LHC کې، د تجربوي معلوماتو په دې 0,003٪ کې هیڅ WIMPs ونه موندل شول. په هرصورت، د دې لپاره ارزانه میتودونه شتون لري - د بیلګې په توګه. د XENON-NT تجربه (3) ، په ایټالیا کې د ځمکې لاندې د مایع زینون لوی لوی واټ او د څیړنې شبکې ته د تغذیه کولو په پروسه کې. په سویلي ډکوټا کې د زینون په بل لوی واټ کې، LZ، لټون به د 2020 په پیل کې پیل شي.
بله تجربه، چې د سپر حساس الټراکولډ سیمیکمډکټر کشف کونکي لري، ویل کیږي SuperKDMS SNOLAB، د 2020 په پیل کې به اونټاریو ته د معلوماتو اپلوډ پیل کړي. نو د 20 پیړۍ په XNUMXs کې د دې پراسرار ذراتو په نهایت کې د "شوټینګ" امکانات مخ په ډیریدو دي.
ویمپس یوازینۍ تیاره مسله نه ده چې ساینس پوهان یې تعقیبوي. پرځای یې، تجربې کولی شي بدیل ذرات تولید کړي چې د محور په نوم یادیږي چې مستقیم د نیوټرینو په څیر نشي لیدل کیدی.
دا خورا احتمال لري چې راتلونکې لسیزه به د نیوټرینو پورې اړوند کشفونو پورې اړه ولري. دوی په کائنات کې ترټولو عام ذرات دي. په ورته وخت کې، یو له خورا ستونزمنو څخه مطالعه کوي، ځکه چې نیوټرینو د عادي موادو سره خورا کمزوری تعامل کوي.
ساینس پوهان له ډیرې مودې راهیسې پوهیږي چې دا ذره له دریو جلا تش په نامه ذائقو او دریو جلا ډله ایزو حالتونو څخه جوړه شوې ده - مګر دوی په بشپړ ډول د خوندونو سره سمون نه لري، او هر ذائق د کوانټم میخانیکونو له امله د دریو ډله ایزو حالتونو ترکیب دی. څیړونکي هیله لري چې د دې مجموعو دقیق معنی او هغه ترتیب چې دوی د هر بوی د رامینځته کولو لپاره یوځای کیږي په کوم ترتیب کې څرګندیږي. تجربې لکه کاترین په آلمان کې، دوی باید په راتلونکو کلونو کې د دې ارزښتونو د ټاکلو لپاره اړین معلومات راټول کړي.
3. د XENON-nT کشف کونکي ماډل
نیوټرینو عجیب ځانګړتیاوې لري. په فضا کې سفر کول، د بیلګې په توګه، دوی داسې ښکاري چې د ذوقونو تر منځ تیریږي. د کارپوهانو څخه جیانګ مین د ځمکې لاندې نیوټرینو څارونکي په چین کې، تمه کیږي چې په راتلونکي کال کې د نږدې اټومي بریښنا بټونو څخه د نیوټرینو په اړه د معلوماتو راټولول پیل کړي.
د دې ډول یوه پروژه شتون لري سوپر کامیوکاندی، په جاپان کې مشاهده د اوږدې مودې راهیسې روانه ده. متحده ایالاتو د خپل نیوټرینو ازموینې سایټونو جوړول پیل کړي. LBNF په ایلینوس کې او په ژوره کې د نیوټرینو سره تجربه DUNE په جنوبي ډکوټا کې.
د 1,5 ملیارد ډالرو څو هیواد تمویل شوي LBNF/DUNE پروژه تمه کیږي چې په 2024 کې پیل شي او تر 2027 پورې به په بشپړ ډول عملي شي. نورې تجربې چې د نیوټرینو رازونو خلاصولو لپاره ډیزاین شوي شامل دي لاره، په ټینیسي کې د اوک ریج ملي لابراتوار کې، او لنډ بنسټیز نیوټرینو پروګرام په فرمیلاب، ایلینوس کې.
په بدل کې، په پروژه کې افسانه - 200 ټاکل شوې چې په 2021 کې پرانیستل شي، یوه پدیده چې د نیوټرینولیس ډبل بیټا تخریب په نوم پیژندل کیږي مطالعه شي. داسې انګیرل کیږي چې د اتوم د مرکز څخه دوه نیوټرونونه په ورته وخت کې پروټونونو ته لیږدول کیږي، چې هر یو یې یو الکترون خارجوي او , د بل نیوټرینو سره په تماس کې راځي او له منځه ځي.
که دا ډول عکس العمل شتون ولري، نو دا به شواهد وړاندې کړي چې نیوټرینو د دوی خپل ضد مادې دي، په غیر مستقیم ډول د لومړني کائنات په اړه بله تیوري تاییدوي - دا تشریح کوي چې ولې د انټي ماټر څخه ډیر ماده شتون لري.
فزیک پوهان هم غواړي په پای کې پراسرار تیاره انرژي وګوري چې فضا ته ننوځي او د کائنات د پراخیدو لامل کیږي. تیاره انرژي سپیکٹروسکوپي وسیلې (DESI) یوازې تیر کال کار پیل کړ او تمه کیږي چې په 2020 کې پیل شي. لوی Synoptic سروې دوربین په چیلي کې، د ملي ساینس فاؤنڈیشن / د انرژۍ څانګې لخوا پیل شوی، د دې تجهیزاتو په کارولو سره د څیړنې بشپړ پروګرام باید په 2022 کې پیل شي.
له بله اړخه (4)، چې ټاکل شوې وه د روانې لسیزې پیښې شي، په پای کې به د شلمې کلیزې اتل شي. د پلان شویو پلټنو سربیره، دا به د کهکشانونو او د دوی د پیښو په لیدلو سره د تیاره انرژي مطالعې کې مرسته وکړي.
4. د جیمز ویب ټیلسکوپ لید
موږ به څه پوښتنه وکړو
په عام احساس کې، په فزیک کې راتلونکې لسیزه به بریالۍ نه وي که له نن څخه لس کاله وروسته موږ ورته بې ځوابه پوښتنې وکړو. دا به ډیر ښه وي کله چې موږ هغه ځوابونه ترلاسه کړو چې موږ یې غواړو، مګر کله چې په بشپړه توګه نوې پوښتنې راپورته کیږي، ځکه چې موږ نشو کولی په داسې یو حالت حساب کړو چې فزیک به ووایي، "زه نوره پوښتنه نه لرم".
