المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 سيگنال مرموز!
سيگنال مرموز!زنگ تفريح فيزيك
چالشي براي مدل استاندارد

 

 

پدیده‎های غیر منتظره ای در دو آزمایش دیگر هم مشاهده شدند، اما نباید برای اعلام ‎یک کشف تازه شتاب کرد. دانشمندان در حال جمع آوری داده‎های بیشتر هستند. ممکن است ‎یک سیگنال جنجالی از شتابدهنده‎ی بزرگ‎ هادرونی (LHC) وجود رخنه‎هایی در مدل استاندارد فیزیک را اثبات کند؛ مدلی که در حال حاضر بهترین نظریه برای توضیح برهم کنش‎های ماده و انرژی است.


تجزیه و تحلیل اطلاعات جمع آوری شده در سال‎های 2011 و 2012 در مرکز CERN، آزمایشگاه فیزیک ذرات واقع در نزدیکی شهر ژنو سوئیس، نشان می‎دهد که در واپاشی‎های خاصی، ذراتی با عمر کوتاه به نام مزون‎های بی، تائوها را بیشتر از میون‎ها تولید می‎کنند (تائوها و میون‎ها به نوعی خویشاوندان الکترون‎ها هستند که جرم بیشتری دارند). اما مدل استاندارد می‎گوید که با لحاظ کردن تفاوت جرم ذرات نیز، واپاشی باید با همان آهنگ قبلی رخ دهد. این ‎یافته در ماه جاری به صورت مبسوط در Physical review letters منتشر خواهد شد.

 


ناسازگاری در آهنگ‎های واپاشی که در LHC مشاهده شده، بسیار ناچیز است و نمی‎تواند باعث شود که دانشمندان درباره‎ی‎ یک کشف تازه ادعایی داشته باشند. ممکن است این پدیده فقط ‎یک نوسان آماری باشد که با جمع آوری اطلاعات بیشتر درباره‎ی فروپاشی مزون بی رنگ ببازند. فیزیکدان‎های ذرات معمولاً هنگامی‎‎یک پدیده‎ی تازه را به عنوان‎یک کشف جدید اعلام می‎کنند که درجه‎ی اهمیت آماری آن به اصطلاح 5 سیگما باشد، در حالی که این عدد برای سیگنال‎های مشاهده شده در LHC 1/2 سیگما است.
این پدیده برای فیزیکدان‎ها جالب توجه است، زیرا این ناسازگاری در دو آزمایش دیگر نیز مشاهده شده بود: آزمایش Babar در آزمایشگاه شتابدهنده‎ی ملیSLAC  در شهر کالیفرنیا که گزارش آن در سال 2012 منتشر شده است و آزمایش Belle در سازمان تحقیقات شتابدهنده‎های انرژی بالا در ژاپن (KEK) در تسکوبا که نتایج آن طی کنفرانسی در ماه می‎تشریح شد. 
متیش پاتل، فیزیکدان کالج ایمپریال لندن که در حال بررسی این پدیده است می‎گوید: «نتایج آزمایش LHCb تآیید محکمی‎بر درستی دو آزمایش قبلی است.»

 

 



فیزیک جدید؟

سال گذشته LHCb‎ یک بایاس مشابه را با درجه‎ی اهمیت 6/2 سیگما ‎یافت؛ واپاشی نوع دیگری از مزون بی که این بار تمایل به واپاشی به الکترون به جای میون در آن دیده می‎شد. شیرز می‎گوید: «چیزی که این دو مشاهده را برای فیزیک دان‎ها جالب توجه می‌کند، این است که اگر صحت آن‎ها اثبات شود، فیزیک جدیدی با قوانین اساسی تازه متولد می‎شود.»


هردوی این بایاس‎ها را می‎توان به صورت به صورت باالقوه توضیح داد. مثلاً می‎توان احتمال وجود نوع دیگری از بوزون هیگز را بررسی کرد که دارای بار است و با ذرات شرکت کننده در واپاشی، برهمکنش متفاوتی دارد. ابرتقارن، نظریه ای که به دنبال تثبیت مدل استاندارد است، وجود بوزون‎های هیگز چندگانه را پیش بینی می‎کند. البته در صورت اثبات صحت سیگنال‎های مشاهده شده، این فقط‎ یکی از توضیحات متعدد برای توجیه آن است.

 

 


دن لینکلن، فیزیکدان‎ یکی دیگر از آزمایش‎های LHC، به نام CMS می‎گوید: «باید هشدار داد که این پدیده به احتمال قوی فقط‎ یک افت و خیز آماری و‎یا نوعی عدم قطعیت است. اما مشاهده‎ی آن در چند مورد دیگر باعث جلب توجه شده است. واضح است که این موضوع باید با جزئیات بیشتری بررسی شود.»
این‎ یافته مربوط به داده‎های دور اول آزمایش‎های LHCb است وفیزیکدان‎ها باید به مدت‎ یک سال صبر کنند تا از دور دوم آزمایش شتابدهنده، که از 3 ژوئن آغاز می‎شود، اطلاعات تازه ای بدست آوردند. هم اکنون گروه تحقیقاتی LHCb در حال بررسی داده‎های موجود در واپاشی‎های مشابه هستند تا شاید بتوانند بایاس دیگری را بیابند.


دانشمندان CMS و آزمایش ATLAS در LHC، در جستجوی نتایج جالبی هستند. آن‎ها مستقیماً به دنبال ذرات جدید می‎گردند.  (برخلاف LHCb که به طور غیر مستقیم و با انجام واپاشی‎های متعدد در جستجوی این ذرات است.) در هر دوی این آزمایش‎ها اختلاف‌هاي کم اهمیتی در محدوده‎ی جرمی‎2 گیگاالکترون ولت دیده شده است که می‎توانند بوسیله‎ی واپاشی ذرات جدید به وجود آمده باشند. مقاله‎ی اخیر ATLAS درجه‎ی اهمیت آماری این اختلاف‌هاي را 4/3 سیگما تعیین کرده است.


از دهه‎ی 1970 همواره آزمایش‎های اجرا شده بر مدل استاندارد صحه گذاشته اند. با این حال شکست این نظریه در توضیح پدیده‎هایی مانند گرانش و ماده‎ی تاریک، باعث شده بسیاری از دانشمندان به این موضوع بیاندیشند که مدل استاندارد حالت تخمینی ‎یک توضیح گسترده تر است. مدل استاندارد مدت زیادی است که همراه فیزیکدان‎ها است، اما اکنون به نظر می‎رسد زمینه‎هایی برای جایگزینی ‎یک نظریه‎ی تازه وجود دارد.

 

 

 


منبع:

 

LHC signal hints at cracks in physics' standard model

 

منابع مفيد:

LHCb

برخورد دهنده‌ي بزرگ هادروني

 

مدل استاندارد ذرات

 

نوترينوها


لپتون‌ها


هادرون‌ها


کوارک‌ها

1394/3/9لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  787
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  787