نوي فزیک له ډیری ځایونو څخه روښانه کیږي

هر ډول ممکنه بدلونونه چې موږ غواړو د فزیک معیاري ماډل (1) یا عمومي نسبیت کې رامینځته کړو، زموږ د کائنات دوه غوره (که څه هم نامناسب) تیورۍ، دمخه خورا محدود دي. په بل عبارت، تاسو نشئ کولی ډیر څه بدل کړئ پرته له دې چې ټول زیانمن کړئ.

حقیقت دا دی چې پایلې او پیښې هم شتون لري چې موږ ته پیژندل شوي ماډلونو پراساس نشي تشریح کیدی. نو ایا موږ باید له خپلې لارې څخه لاړ شو چې هر څه د موجوده تیوریو سره په هر قیمت کې ناڅرګند یا متضاد جوړ کړو ، یا باید د نويو په لټه کې شو؟ دا د عصري فزیک یو له بنسټیزو پوښتنو څخه دی.

د ذرې فزیک معیاري ماډل په بریالیتوب سره د ذرو تر مینځ ټول پیژندل شوي او کشف شوي تعاملات تشریح کړي چې تر دې دمه لیدل شوي. کائنات له څخه جوړ دی کوارک, leptonov او ګیج بوسونونه، کوم چې په طبیعت کې د څلورو بنسټیزو ځواکونو څخه درې لیږدوي او ذرات د دوی پاتې ډله ورکوي. د عمومي نسبت هم شتون لري، له بده مرغه زموږ د جاذبې د کوانټم تیوري نه ده، چې په کایناتو کې د ځای، وخت، مادې او انرژۍ ترمنځ اړیکه بیانوي.

له دې دوو تیوریو څخه په شا تګ کې مشکل دا دی چې که تاسو د نوي عناصرو، مفاهیمو او مقدارونو په معرفي کولو سره د دوی د بدلولو هڅه وکړئ، نو تاسو به هغه پایلې ترلاسه کړئ چې موږ یې دمخه د اندازه کولو او مشاهدو سره مخالف دي. دا هم د یادولو وړ ده چې که تاسو غواړئ زموږ د اوسني ساینسي چوکاټ څخه بهر لاړ شئ، د ثبوت بار خورا لوی دی. له بلې خوا، دا ستونزمنه ده چې د هغه چا څخه دومره تمه ونه کړئ چې د لسیزو راهیسې هڅه شوي او ازمول شوي ماډلونه کمزوري کوي.

د دې ډول غوښتنو په مقابل کې، دا د حیرانتیا خبره نه ده چې په سختۍ سره څوک هڅه کوي چې په فزیک کې موجوده تمثیل په بشپړه توګه ننګونه وکړي. او که دا کوي، دا په جدي توګه نه اخیستل کیږي، ځکه چې دا په چټکۍ سره په ساده چکونو کې ډوب کیږي. نو، که موږ احتمالي سوري وګورو، نو دا یوازې انعکاس کونکي دي، دا په ګوته کوي چې یو څه په کوم ځای کې ځلیږي، مګر دا روښانه نده چې ایا دا د تللو ارزښت لري.

پیژندل شوی فزیک نشي کولی کائنات اداره کړي

د دې "په بشپړ ډول نوي او مختلف" د شیمر مثالونه؟ ښه، د مثال په توګه، د بیاکتنې نرخ مشاهده، کوم چې د دې بیان سره متناسب ښکاري چې کائنات یوازې د معیاري ماډل له ذراتو ډک دی او د نسبیت عمومي تیوري اطاعت کوي. موږ پوهیږو چې د جاذبې انفرادي سرچینې، کهکشانونه، د کهکشان کلسترونه، او حتی لوی کاسمیک ویب د دې پدیدې تشریح کولو لپاره کافي ندي، شاید. موږ پوهیږو چې که څه هم معیاري ماډل وايي چې ماده او انټي ماټر باید په مساوي مقدار کې رامینځته او له مینځه ویسي ، موږ په یو کائنات کې ژوند کوو چې ډیری یې د مادې لږ مقدار سره ترکیب شوي. په بل عبارت، موږ ګورو چې "پېژندل شوي فزیک" نشي کولی هر هغه څه تشریح کړي چې موږ یې په کائنات کې ګورو.

ډیری تجربو غیر متوقع پایلې ترلاسه کړې چې که چیرې په لوړه کچه ازموینه وشي، کیدای شي انقلابي وي. حتی تش په نامه اتومیک انومالي چې د ذراتو شتون په ګوته کوي یوه تجربه تېروتنه کیدی شي، مګر دا د معیاري ماډل څخه هاخوا د تیریدو نښه هم کیدی شي. د کائنات د اندازه کولو مختلف میتودونه د هغې د پراخیدو نرخ لپاره مختلف ارزښتونه ورکوي - یوه ستونزه چې موږ د MT په وروستیو مسلو کې په تفصیل سره په پام کې نیولې.

په هرصورت، د دې ګډوډۍ څخه هیڅ یو په کافي ډول قانع کوونکې پایلې نه ورکوي چې د نوي فزیک یوه بې دلیله نښه وګڼل شي. هر یو یا دا ټول ممکن په ساده ډول د احصایوي بدلونونو یا په غلط ډول حساب شوي وسیله وي. ډیری یې ممکن نوي فزیک ته اشاره وکړي، مګر دوی په اسانۍ سره د عمومي نسبت او معیاري ماډل په شرایطو کې د پیژندل شویو ذراتو او پیښو په کارولو سره تشریح کیدی شي.

موږ پلان لرو چې تجربه وکړو، د روښانه پایلو او وړاندیزونو په هیله. موږ ممکن ژر وګورو چې تیاره انرژي دوامداره ارزښت لري. د ویرا روبین څارونکي لخوا د پلان شوي کهکشان مطالعاتو پراساس او په راتلونکي کې به د لیرې سوپرنووا په اړه معلومات چمتو شي. نانسي ګریس دوربین، مخکې WFIRST، موږ اړتیا لرو چې معلومه کړو که تیاره انرژي د وخت سره د 1٪ دننه وده کوي. که داسې وي، نو زموږ "معیاري" کاسمولوژیکي ماډل باید بدل شي. دا ممکنه ده چې د پلان په شرایطو کې د فضا لیزر انټرفیرومیټر انتن (LISA) به موږ ته حیرانتیا راکړي. په لنډه توګه، موږ د څارنې وسایطو او تجربو باندې حساب کوو چې موږ یې پالن کوو.

موږ لاهم د ذرې فزیک په برخه کې کار کوو، هیله لرو چې د ماډل څخه بهر پیښې ومومئ، لکه د الکترون او میون د مقناطیسي شیبو ډیر دقیق اندازه - که دوی موافق نه وي، نوي فزیک ښکاري. موږ کار کوو ترڅو معلومه کړو چې دوی څنګه تغیر کوي نیوټرینو - دلته هم، نوي فزیک له لارې روښانه کیږي. او که موږ دقیق الکترون-پوزیټرون کولیډر جوړ کړو، سرکلر یا خطي (2)، موږ کولی شو هغه شیان کشف کړو چې د معیاري ماډل څخه هاخوا LHC نشي موندلی. د فزیک په نړۍ کې، د LHC یوه لویه نسخه چې تر 100 کیلومترو پورې اوږدوالی لري وړاندیز شوی. دا به د لوړ ټکر انرژي ورکړي، کوم چې د ډیری فزیک پوهانو په وینا، په پای کې به د نوې پیښې نښه وي. په هرصورت، دا خورا ګرانه پانګه اچونه ده، او یوازې په اصولو کې د لوی جوړول - "راځئ چې دا جوړ کړو او وګورو چې دا به موږ ته څه وښيي" ډیری شکونه راپورته کوي.

2. خطي لیپټون کولاډر - لید

په فزیکي ساینس کې د ستونزو لپاره دوه ډوله چلند شتون لري. لومړی یو پیچلی چلند دی، کوم چې د یوې ځانګړې ستونزې حل کولو لپاره د تجربې یا څارونکي په تنګ ډیزاین کې شامل دي. دویمه طریقه د وحشي ځواک طریقه بلل کیږي.څوک چې زموږ د پخوانیو تګلارو په پرتله کائنات په بشپړ ډول په نوي ډول سپړلو لپاره یو نړیوال، د حدودو فشارولو تجربه یا مشاهده رامینځته کوي. لومړی په معیاري ماډل کې غوره دی. دوهم تاسو ته اجازه درکوي چې د یو څه نور نښې ومومئ، مګر، له بده مرغه، دا یو څه په سمه توګه تعریف شوی نه دی. په دې توګه، دواړه میتودونه خپل نیمګړتیاوې لري.

د هر څه د تش په نامه تیوري (TUT) لپاره وګورئ، د فزیک مقدس قبر باید په دویمه کټګورۍ کې ځای پرځای شي، ځکه چې ډیری وختونه دا د لوړو او لوړو انرژیو موندلو لپاره راځي (3)، په کوم کې چې د ځواک ځواک. طبیعت په نهایت کې په یو تعامل کې سره یوځای کیږي.

3. د تعاملاتو د فرضي یووالي لپاره اړین انرژي

نیسفورن نیوټرینو

په دې وروستیو کې، ساینس ډیر او ډیر په زړه پورې برخو باندې تمرکز کړی، لکه د نیوټرینو څیړنه، چې پدې وروستیو کې موږ په MT کې یو پراخ راپور خپور کړ. د 2020 په فبروري کې، د اسټرو فزیکل ژورنال په انټارټیکا کې د نامعلوم اصل د لوړ انرژي نیوټرینو کشف په اړه یوه مقاله خپره کړه. د مشهورې تجربې سربیره، څیړنه هم په یخنۍ براعظم کې د کوډ نوم ANITA () لاندې ترسره شوې، چې د سینسر سره د بالون خوشې کولو کې شامل وو. راډیو څپې.

دواړه او ANITA د دې لپاره ډیزاین شوي چې د لوړې انرژي نیوټرینو څخه د راډیو څپو لټون وکړي چې د جامد مادې سره ټکر کوي چې یخ جوړوي. Avi Loeb، د هارورډ د ستورپوهنې د څانګې رییس، د سالون په ویب پاڼه کې تشریح کړه: "هغه پیښې چې د ANITA لخوا کشف شوي یقینا د یو ګډوډۍ په څیر ښکاري ځکه چې دوی د ستورو فزیک سرچینو څخه د نیوټرینو په توګه نشي تشریح کیدی. (...) دا ممکن یو ډول ذره وي چې د نیوټرینو په پرتله د عادي مادې سره ضعیف تعامل کوي. موږ شک لرو چې دا ډول ذرات د تیاره مادې په توګه شتون لري. مګر څه شی د ANITA پیښې دومره ځواکمن کوي؟

نیوټرینو یوازینی پیژندل شوي ذرات دي چې د معیاري ماډل څخه سرغړونه کوي. د ابتدايي ذراتو د معیاري ماډل له مخې، موږ باید درې ډوله نیوټرینو (برقی، میوون او تاو) او درې ډوله انټي نیوټرینو ولرو، او د دوی له جوړیدو وروسته باید په خپلو ملکیتونو کې ثابت او بدل نه وي. د 60 لسیزې راهیسې، کله چې د لمر لخوا تولید شوي د نیوټرینو لومړنۍ محاسبه او اندازه ښکاره شوه، موږ پوهیږو چې ستونزه شتون لري. موږ پوهیږو چې په څومره الکترون نیوټرینو کې جوړ شوي سولر کور. مګر کله چې موږ اندازه کړه چې څومره رسیدلي، موږ د وړاندوینې شمیرې یوازې دریمه برخه ولیدله.

یا زموږ د کشف کونکو سره یو څه غلط دی ، یا زموږ د لمر ماډل کې یو څه غلط دی ، یا پخپله د نیوټرینو سره یو څه غلط دی. د ریکټور تجربو په چټکۍ سره دا مفکوره رد کړه چې زموږ د کشف کونکو سره یو څه غلط وو (4). دوی د توقع سره سم کار وکړ او د دوی فعالیت خورا ښه درجه بندي شوی. هغه نیوټرینو چې موږ موندلي د رارسیدو نیوټرینو شمیر په تناسب ثبت شوي. د لسیزو راهیسې، ډیری ستورپوهانو استدلال کړی چې زموږ د لمر ماډل غلط دی.

4. د سوپر کامیوکانډي کشف کونکي څخه د چیرینکوف وړانګو کې د نیوټرینو پیښو عکسونه

البته، یو بل بهرني احتمال شتون درلود چې که ریښتیا وي، د کایناتو په اړه زموږ پوهه به د هغه څه څخه بدل کړي چې د معیاري ماډل وړاندوینه کوي. نظر دا دی چې د نیوټرینو درې ډوله چې موږ پوهیږو په حقیقت کې ډله ایز لري، نه ټيټ، او دا چې دوی کولی شي د خوندونو بدلولو لپاره مخلوط (تعدیل) وکړي که دوی کافي انرژي ولري. که نیوټرینو په بریښنایی توګه پیل شي، دا کولی شي د لارې په اوږدو کې بدلون ومومي muon i taonovمګر دا یوازې هغه وخت ممکنه ده چې دا ډله ایز وي. ساینس پوهان د ښي او کیڼ لاس نیوټرینو د ستونزې په اړه اندیښمن دي. ځکه چې که تاسو دا توپیر نشئ کولی، تاسو نشئ کولی توپیر وکړئ چې ایا دا ذره ده یا ضد.

ایا نیوټرینو د خپل ځان ضد ذرات کیدی شي؟ د معمول معیاري ماډل سره سم ندي. فرامینزپه عموم کې دوی باید خپل ضد ذرات نه وي. فرمیون هر هغه ذره ده چې د ± XNUMX/XNUMX څرخ سره. په دې کټګورۍ کې د نیوټرینو په ګډون ټول کوارکونه او لیپتونونه شامل دي. په هرصورت، یو ځانګړی ډول فرمیون شتون لري، چې تر اوسه پورې یوازې په تیوري کې شتون لري - د میجورانا فرمیون، چې خپل ځان ضد ذرات دی. که دا شتون ولري، ممکن یو څه ځانګړي پیښ شي ... نیوټرینو وړیا دوه ګونی بیټا تخریب. او دلته د تجربه کونکو لپاره یو فرصت دی چې د اوږدې مودې راهیسې د داسې تشې په لټه کې دي.

په ټولو مشاهده شویو پروسو کې چې نیوټرینو پکې شامل دي، دا ذرات یو ملکیت څرګندوي چې فزیک پوهان کیڼ لاسي بولي. ښي لاس نیوټرینو، کوم چې د معیاري ماډل تر ټولو طبیعي توسیع دی، هیڅ ځای نه لیدل کیږي. نور ټول MS ذرات د ښي لاس نسخه لري، مګر نیوټرینو نه لري. ولې؟ په کراکو کې د پولنډ د علومو اکاډمۍ (IFJ PAN) د اټومي فزیک انسټیټیوټ په ګډون د فزیک پوهانو د یوې نړیوالې ډلې لخوا وروستي ، خورا پراخه تحلیل پدې مسله کې څیړنه کړې. ساینس پوهان په دې باور دي چې د ښي لاس نیوټرینو د مشاهدې نشتوالی کولی شي دا ثابت کړي چې دوی د میجورانا فرمیون دي. که دوی وو، نو بیا د دوی ښي اړخ نسخه خورا پراخه ده، کوم چې د کشف ستونزمن تشریح کوي.

بیا هم موږ لاهم نه پوهیږو چې ایا نیوټرینو پخپله د ذرات ضد دي. موږ نه پوهیږو چې ایا دوی د هیګس بوسون له خورا ضعیف بندیدو څخه خپل ډله ترلاسه کوي ، یا که دوی د کوم بل میکانیزم له لارې ترلاسه کوي. او موږ نه پوهیږو، کیدای شي د نیوټرینو سکټور زموږ د فکر په پرتله خورا پیچلی وي، په تیاره کې د جراثیم یا دروند نیوټرینو سره پټ وي.

اتومونه او نور عوارض

په ابتدايي ذراتو فزیک کې، د فیشني نیوټرینو سربیره، د څیړنې نورې، لږ پیژندل شوي ساحې شتون لري چې له هغې څخه "نوي فزیک" کولی شي روښانه کړي. ساینس پوهانو، د بیلګې په توګه، پدې وروستیو کې د یو نوی ډول فرعي اتومي ذرې وړاندیز کړی ترڅو د راز راز تشریح کړي. د تخریب په توګه (5)، د meson ذرات یوه ځانګړې قضیه جوړه شوې ده یو کوارک i یو د لرغونو توکو پلورونکی. کله چې د کاون ذرات تخریب شي ، د دوی یوه کوچنۍ برخه بدلونونه رامینځته کوي چې ساینس پوهان یې حیران کړل. د دې تخریب سټایل ممکن د کار نوي ډول ذرې یا نوی فزیکي ځواک په ګوته کړي. دا د معیاري ماډل له دائرې بهر دی.

په معیاري ماډل کې د تشو موندلو لپاره ډیرې تجربې شتون لري. پدې کې د g-2 muon لټون شامل دي. نږدې سل کاله دمخه، فزیک پوه پاول ډیرک د g په کارولو سره د الکترون مقناطیسي شیبې وړاندوینه وکړه، هغه شمیره چې د ذرې د سپن ځانګړتیاوې ټاکي. بیا اندازه کولو وښودله چې "g" د 2 څخه یو څه توپیر لري، او فزیک پوهانو د "g" او 2 اصلي ارزښت ترمنځ توپیر کارول پیل کړل ترڅو د فرعي اټومي ذراتو داخلي جوړښت او په عمومي توګه د فزیک قوانین مطالعه کړي. په 1959 کې، د سویس په جینیوا کې CERN لومړنۍ تجربه ترسره کړه چې د یو فرعي اټومي ذرې د g-2 ارزښت یې د میوون په نوم اندازه کړ، چې په الکترون پورې تړلی مګر بې ثباته او د ابتدايي ذرې په پرتله 207 ځله دروند دی.

په نیویارک کې د بروکاوین ملي لابراتوار خپله تجربه پیل کړه او په 2 کې یې د G-2004 تجربې پایلې خپرې کړې. اندازه کول هغه څه ندي چې معیاري ماډل وړاندوینه کړې وه. په هرصورت، تجربې د احصایوي تحلیل لپاره کافي معلومات نه دي راټول کړي ترڅو په پایله کې ثابت کړي چې اندازه شوی ارزښت واقعیا توپیر درلود او نه یوازې د احصایوي بدلون. نور څیړنیز مرکزونه اوس د G-2 سره نوې تجربې ترسره کوي، او موږ به شاید ژر پایلې وپیژنو.

له دې څخه ډیر په زړه پوري یو څه شتون لري کاون ګډوډي i muon. په 2015 کې، د بیریلیم 8Be د تخریب په اړه یوې تجربې یو انډول وښود. په هنګري کې ساینس پوهان خپل کشف کونکي کاروي. په هرصورت، په تصادفي توګه، دوی کشف کړل، یا فکر یې وکړ چې دوی کشف کړي، کوم چې د طبیعت د پنځم بنسټیز ځواک شتون وړاندیز کوي.

د کالیفورنیا په پوهنتون کې فزیک پوهانو مطالعې سره علاقه درلوده. دوی وړاندیز وکړ چې پدیده بلل کیږي اټومي بې نظمۍ، د بشپړ نوي ذرې له امله رامینځته شوی ، کوم چې باید د طبیعت پنځم ځواک ولري. دې ته X17 ویل کیږي ځکه چې د هغې اړونده ډله نږدې 17 ملیون الکترون ولټ ګڼل کیږي. دا د الیکترون وزن 30 ځله دی، مګر د پروټون وزن څخه کم دی. او هغه طریقه چې X17 د پروټون سره چلند کوي د هغې یو له خورا عجیب ځانګړتیاو څخه دی - دا دی، دا په هیڅ ډول د پروټون سره تعامل نه کوي. پرځای یې، دا د منفي چارج شوي الکترون یا نیوټرون سره اړیکه لري، کوم چې هیڅ چارج نلري. دا زموږ په اوسني معیاري ماډل کې د ذرې X17 فټ کول ستونزمن کوي. بوسون د ځواکونو سره تړاو لري. ګلوون د قوي ځواک سره، بوسون د ضعیف ځواک سره، او فوټون د برقی مقناطیس سره تړاو لري. حتی د جاذبې لپاره یو فرضي بوسون شتون لري چې د ګرویتون په نوم یادیږي. د بوسون په توګه، X17 به خپل یو ځواک ولري، لکه هغه چې تر اوسه پورې زموږ لپاره یو راز پاتې دی او کیدی شي.

کائنات او د هغې غوره لار؟

په یوه مقاله کې چې د ساینس پرمختګونو په ژورنال کې د دې اپریل په میاشت کې خپره شوه، په سیډني کې د نیو ساوت ویلز پوهنتون ساینس پوهانو راپور ورکړ چې د کواسار لخوا د 13 ملیارد نوري کاله لیرې د رڼا نوي اندازه کول د پخوانیو مطالعاتو تصدیق کوي چې په ښه ثابت جوړښت کې کوچني بدلونونه موندلي. د کائناتو پروفیسور جان ویب د UNSW څخه (6) تشریح کوي چې دقیق جوړښت ثابت "هغه مقدار دی چې فزیک پوهان د بریښنایی مقناطیسي ځواک اندازه کولو په توګه کاروي." برقی مقناطیسی ځواک د کایناتو په هر اتوم کې د نیوکلی شاوخوا الیکترونونه ساتي. پرته له دې، ټول شیان به له مینځه یوسي. تر دې وروستیو پورې، دا په وخت او ځای کې یو ثابت ځواک ګڼل کیده. مګر په تیرو دوو لسیزو کې د هغه په ​​​​څیړنه کې، پروفیسور ویب د جامد ښه جوړښت کې یو انډول لیدلی چې په کوم کې چې برقی مقناطیسي ځواک، په کایناتو کې په یو ټاکل شوي لوري کې اندازه کیږي، تل یو څه توپیر لري.

"" Webb تشریح کوي. تضادونه د آسټرالیا ټیم په اندازه کې ندي څرګند شوي ، مګر د نورو ساینس پوهانو لخوا د کواسار ر lightا ډیری نورو اندازه کولو سره د دوی پایلې پرتله کولو کې.

"" پروفیسور ویب وايي. "". د هغه په ​​​​نظر، پایلې داسې ښکاري چې ممکن په کائنات کې یو غوره لار وي. په بل عبارت، کائنات به په یو څه معنی د ډیپول جوړښت ولري.

"" د نښه شوي انډولیز په اړه ساینس پوه وايي.

دا یو بل شی دی: د هغه څه پر ځای چې فکر کیده د کهکشانونو، کواسارونو، ګازو بادونو او سیارونو د ژوند سره تصادفي خپریږي، کائنات ناڅاپه شمالي او سویلي مقابل لري. پروفیسور ویب په هرصورت چمتو دی چې اعتراف وکړي چې د ساینس پوهانو لخوا د مختلف ټیکنالوژیو په کارولو سره په مختلف مرحلو کې ترسره شوي او د ځمکې له بیلابیلو ځایونو څخه د اندازه کولو پایلې په حقیقت کې یو لوی تصادف دی.

ویب په ګوته کوي چې که چیرې په کائنات کې سمتیت شتون ولري، او که برقی مقناطیسیزم د کاسموس په ځینو سیمو کې یو څه توپیر ولري، د ډیرو عصري فزیکونو تر شا خورا بنسټیز مفکورې به بیاکتنې ته اړتیا ولري. ""، خبرې کوي. ماډل د اینسټین د جاذبې تیوري پر بنسټ والړ دی، کوم چې په ښکاره ډول د طبیعت د قوانینو ثبات په غاړه لري. او که نه، نو ... د فزیک د ټول ودانۍ د بدلولو فکر په زړه پورې دی.