سرنخ هایی احتمالی از فیزیکی نو - هیو بلاگ

خبرنگاران| فیزیکدانان در نظریه ای که رفتار عناصر سازنده دنیا را شرح می دهد، با نقصی نو روبرو شدند. مدل استاندارد یا SM، برترین نظریه برای شرح دنیا پیرامون ما است. اما مدتی است که می دانیم مدل استاندارد، نمی تواند تمام جزییات را به دقت شرح دهد. رفتار غیرمنتظره یک ذره زیراتمی به نام کوارک زیبایی می تواند شکاف هایی را در این نظریه نشان دهد.

این رفتار مرموز ممکن است نتیجه اعمال نیروی یک ذرۂ زیراتمی کشف نشده باشد. این یافته ها به وسیله محققان برخورد دهنده عظیم هادرونی یا LHC به دست آمده است. فیزیکدانان تاکید می نمایند که برای تایید این نتایج به تحلیل و داده های بیشتری احتیاج دارند.

دکتر Mitesh Patel از کالج سلطنتی لندن میگوید: ما زمانی که اولین نتایج را آنالیز کردیم، بسیار هیجان زده بودیم. اما هنوز خیلی زود است که بگوییم واقعا این نتایج نمایانگر انحراف از مدل استاندارد است.

به گزارش خبرنگاران؛ مدل استاندارد، تمام ذرات بنیادی شناخته شده تشکیل دهنده دنیا و نیرو های تعاملی بین آن ها را توصیف می نماید. اما نمی تواند بعضی از راز های عظیم فیزیک مدرن را شرح دهد، مانند ماده تاریک یا ماهیت گرانش. فیزیکدانان می دانند که در نهایت باید چهارچوب نظری پیشرفته تری را جایگزین آن نمایند. برخورد دهنده LHC برای کشف فیزیک فراتر از مدل استاندارد ساخته شده است. درنتیجه اگر نتایج LHC تایید گردد، نشان دهنده یک کشف بسیار مهم است.

طبق مدل استاندارد، کوارک زیبایی باید به تعداد مساوی از ذرات الکترون و میون تجزیه گردد. درحالیکه این فرآیند الکترون های بیشتری نسبت به میون ها فراوری می نماید. فیزیکدانان احتمال می دهند یک ذره که هنوز کشف نشده است به نام لپتوکوارک در این فرآیند نقش داشته و فراوری الکترون را آسان تر نموده است.

دکتر Paula Alvarez Cartelle یکی از رهبران علمی این پروژه از دانشگاه کمبریج می گوید: این نتیجه نو به یک ذره یا نیروی بنیادی نو اشاره می نماید که با این ذرات به شکل متفاوتی تعامل دارد.

هرچه اطلاعات بیشتری داشته باشیم، این نتیجه قوی تر میگردد. استاندارد مورد قبول برای یک کشف در فیزیک ذرات، پنج سیگماست که احتمال خطا در آن یک در سه ونیم میلیون است. اما محدوده مقدار گیری LHC سه سیگماست؛ یعنی احتمال آن که نتیجه به دست آمده یک تصادف آماری باشد، یک در هزار است.

پروفسور Chris Parkes رهبر تیم از دانشگاه منچستر می گوید: ممکن است ما در حال رسیدن به دوره نوی از فیزیک باشیم. ما قبلا شاهد نتایج آن بوده و هستیم و همانقدر که هیجان زده ایم، باید محتاط هم باشیم.

دکتر Konstantinos Petridis از دانشگاه بریستول می گوید: اگر تجزیه و تحلیل داده ها در سال آینده تایید گردد، می تواند یکی از عظیمترین کشف های اخیر در فیزیک باشد. کشف نیرویی نو در طبیعت، یکی از اهداف غایی فیزیک ذرات است. درک فعلی ما از اجزای تشکیل دهنده دنیا بسیار کم است. مثل ما نمی دانیم که % 95 از کیهان از چه چیزی تشکیل شده است یا چرا بین ماده و پادماده عدم تعادل وجود دارد.

مدل استاندارد (ذرات بنیادین)

مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی، نام نظریه ای مربوط به نیرو های الکترومغناطیس، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و بعلاوه طبقه بندی ذرات زیراتمی شناخته شده است. این مدل در نیمه دوم قرن بیستم در نتیجه کوشش های مشارکت آمیز دانشمندان در عرصه دنیای شکل گرفت.

فرمول بندی کنونی آن در اواسط دهه 1970 پس از تأیید تجربی وجود کوارک، نهایی شد. از آن موقع تا کنون کشف کوارک سر (1995)، تاو نوترینو (2000) و به تازگی، بوزون هیگز (2013) بر اعتبار این مدل افزوده اند. به علت توانایی آن در شرح نتایج تجربی، از مدل استاندارد گاهی با نام نظریه تقریباً همه چیز یاد می گردد.

اگرچه این باور وجود دارد که مدل استاندارد از لحاظ نظری خود-سازگار است و موفقیت زیاد و پیوسته ای در ارائه پیش فرض های تجربی داشته است، هنوز از شرح بعضی از پدیده های فیزیکی بازمانده است و بعلاوه نظریه جامعی برای توصیف برهمکنش های بنیادی نیست، زیرا نظریه کاملی برای گرانش آن طور که به وسیله نسبیت عام بیان شده، نیست و بعلاوه از شرح انبساط شتابدار دنیا ناتوان است. مدل شامل هیچ ذره قابل قبولی برای ماده تاریک که با ویژگی های منتج از مشاهدات کیهان شناسی تجربی سازگار باشد، نیست.

این مدل بعلاوه نوسان نوترینو (و جرم های غیر صفرشان) را شامل نمی گردد. بر اساس مدل استاندارد (ذرات بنیادی) ماده از 61 ذره تشکیل شده که این ذرات در سه دسته قرار می گیرند:

لپتون ها

کوارک ها

واسطه ها

مدل استاندارد برهمکنش های قوی، لکترومغناطیسی و ضعیف بنیادی را با بکارگیری نظریه میدان های کوانتومی بیان می نماید.

کوراک چیست؟

کوارک، یک ذره بنیادی و یکی از اجزای پایه ای تشکیل دهنده ماده است. کوارک ها با هم ترکیب می شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را پدیدآورند که پایدارترین آن ها پروتون و نوترون، اجزای تشکیل دهنده هسته اتم هستند. به خاطر پدیده ای که به حبس رنگ معروف است، کوارک ها هیچ گاه به صورت انفرادی یافت نمی شوند و مستقیماً قابل مشاهده نیستند؛ آن ها را فقط می توان درون هادرون هایی مانند باریون ها (که نمونه های آن ها پروتون و نوترون هستند) و مزون ها یافت. به همین علت بیشتر دانش ما از کوارک ها از مشاهدات خود هادرون ها نتیجه گیری شده است