Elektronika.lt
 2018 m. lapkričio 16 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 - Elektronika, technika
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvykiai, visuomenė
 - Pažintiniai, įdomybės
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Lapkričio 16 d. 17:16
Lietuviškas gintaro klasifikatorius su dirbtiniu intelektu geba pats mokytis
Lapkričio 16 d. 15:11
4 mitai apie baterijų įkrovimą, kuriais greičiausiai tikite
Lapkričio 16 d. 14:23
Į tvarkymąsi siūlo pažvelgti naujai: sukūrė galingiausią lig šiol belaidį dulkių siurblį
Lapkričio 16 d. 12:07
Kauno mokslo ir verslo ryšys: darbas prasideda nuo pokalbio
Lapkričio 16 d. 08:16
Perdegusių elektros lempučių pavojai
Lapkričio 15 d. 20:12
„Dell“ pristato naujus „UltraSharp“ monitorių šeimos narius
Lapkričio 15 d. 19:25
Po atidėliojimų ir techninių problemų vėl galima atsinaujinti „Windows 10“
Lapkričio 15 d. 17:08
AOC praneša apie naująjį „G2590PX/G2“ – „G2 Esports Signature Edition“ žaidimų monitorių
Lapkričio 15 d. 16:13
Kaip apsisaugoti nuo fiktyvių mokėjimų internete?
Lapkričio 15 d. 14:32
Lietuvoje plinta agresyvus virusas, vagiantis el. bankininkystės duomenis
FS 19 Tractor mods
Farming Simulator 19 Mods, FS 19 Maps, How to install
ATS mods
ATS trailers, American Truck Simulator Mods, ATS trucks
FS 19 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS 19 Maps, FS 19 Trucks
FS19 Maps, FS19 Trucks
Farming Simulator 2019 Mods, FS19 Tractors
FS 17 maps, FS 17 truck
FS 17 Trailers, Farming Simulator 2017 Mods
Farming Simulator 2017
FS 2017 Trailers, FS 17 Maps, FS 17 Tractors
FS 17 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS17 Combines, FS17 Maps
Cattle and Crops Mods
Farming Simulator 2019 Mods, FS17 Maps
Desk International
Higher Education, Studies Abroad, Universities Abroad
FS 17 Combines
Farming Simulator 17 Mods, FS 17 Trucks, FS 19 Mods
Periodontologija
Endodontija mikroskopu, implantacija, protezavimas
Reklama
 Straipsniai » Pažintiniai, įdomybės Dalintis | Spausdinti

Ši viena dalelė galėtų išspręsti penkias fizikos megapaslaptis

Publikuota: 2018-10-22 10:34
Tematika: Pažintiniai, įdomybės
Skirta: Pradedantiems
Aut. teisės: ©Technologijos.lt
Inf. šaltinis: Technologijos.lt

911? Skubus atvejis. Dingo svarbiausia visatos dalelė. Florian Goertz žino, kad šiuo klausimu į policiją kreiptis neverta, tačiau vis viena nekantriai laukia atsako. Šis 911 yra ne telefono numeris, o pastatas šiaurinėje didžiausio pasaulyje dalelių greitintuvo dalyje.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Pamirškite Higgsą: teoretikai atrado trūkstamą jungtį, paaiškinančią tamsiąją materiją, kas nutiko per Didįjį Sprogimą ir dar daugiau. Belieka šią dalelę surasti.

911? Skubus atvejis. Dingo svarbiausia visatos dalelė. Florian Goertz žino, kad šiuo klausimu į policiją kreiptis neverta, tačiau vis viena nekantriai laukia atsako. Šis 911 yra ne telefono numeris, o pastatas šiaurinėje didžiausio pasaulyje dalelių greitintuvo dalyje.

27 kilometrų ilgio Didįjį hadronų greitintuvą (LHC) naudojanti CERN labiausiai pagarsėjo, patvirtinusi Higgso bozoną 2012 metų liepą. Tai buvo svarbus įvykis. Bet palyginus su dalele, kurios Goertzas nori čia ieškoti, tai yra šnipštas. Higgsas išsprendė fundamentalių dalelių masės problemą. Goertzo kūdikis galėtų vienu mostu išspręsti penkias svarbias fizikos problemas, nuo nepaaiškinto subatominių dalelių veikimo iki visatos radimosi ir ją dabar valdančios paslaptingosios tamsiosios materijos kilmės paslapties. „Bet kurios iš šių problemų sprendimas būtų proveržis, vertas Nobelio premijos fizikos srityje“, – sako Giulia Zanderighi, dalelių fizikos teoretikė iš Oksfordo universiteto.

Per gerai kad būtų tiesa? Gali būti, bet to siekia ne vien Goertzas. Savo biure Maxo Plancko dalelių ir kosminių dalelių fizikos institute Heidelberge, Vokietijoje, jis bendradarbiavo ir varžėsi su tyrėjais iš viso pasaulio, stengdamasis aprašyti tokios dalelės savybes ir nuspėti, kaip ji galėtų elgtis. Jeigu jie teisūs, skambutis iš 911, kur jų prognozės būtų patikrintos, patvirtintų svarbiausią rastą dalelę visatoje.

Ši viena dalelė galėtų išspręsti penkias fizikos megapaslaptis
CERN vykdomas NA62 eksperimentas gali aptikti aksiflavoną
©CERN

Norint suprasti, kodėl tai taip svarbu, neprošal apibrėžti, kas yra dalelė. Dažniausiai dalelę galime įsivaizduoti kaip skraidžiojančius erdvėje ar susijungusius kietame kūne mikroskopinius marmuro kamuoliukus. Tačiau jeigu norime suprasti jų elgseną, tokio požiūrio reikia atsikratyti. Vietoje to geriau įsivaizduoti visatą, pripildytą fluktuojančių laukų, kurių kvantinio mastelio trikdžiai pasireiškia kaip dalelės ar jėgos.

Spręsdami fundamentalias problemas, teoretikai kuria ir naikina laukus. Bet kadangi visi kuria daleles, jų įrodymus gali suteikti tik dalelių greitintuvai.

Taip buvo ir Higgso lauko ir su juo siejamo Higgso bozono atveju. Jie buvo pasiūlyti 1964 metais, stengiantis paaiškinti silpnosios branduolinės sąveikos trumpą veikimo nuotolį, ir tuo pačiu suteikiant dalelėms masę. Higgso bozono paieškos truko beveik 50 metų. Tuo tarpu radosi vis daugiau teorinių spragų, į kurias – kartais per jėgą – fizikams teko sprausti kitas hipotetines daleles.

Pavyzdžiui, supersimetrijos teorijoje visoms žinomoms dalelėms buvo suteikti masyvesni partneriai, – toks suporavimas turėjo vienu mostu išspręsti tris dalelių fizikos problemas. Bet tikriausiai buvo perlenkta lazda. Šios supersimetrinės dalelės turėjo pasirodyti LHC jau po pirmojo įjungimo 2009 m. ir po atnaujinimo 2015-aisiais. Tačiau jokių superdalelių neaptikta.

Kiti teoretikai žvelgė į tai paprasčiau. 2016 metais Guillermo Ballesteros iš Paris-Saclay universiteto Prancūzijoje pasiūlė SMASH hipotezę, kur penkios mįslės išnarpliojamos, pridedant šešias papildomas daleles.

Goertzui ir jo kolegoms netgi tai atrodo pernelyg švaistūniška. Užuot svajojus apie tuntus naujų dalelių, gal kai kurias hipotetines daleles būtų įmanoma apjungti į vieną? Teoretikams nereikėtų taip nesmagiai jaustis: užuot pripažinę, kad nerado viso būrio dalelių, jie galėtų susitelkti į vienos dalelė paieškas.

Rezultatas – dalelių „šveicariškas peilis“, galintis išspręsti visokiausias keblias problemas. Pirmoji – 1977 m., kai Roberto Peccei ir Helen Quinn iš Stanfordo universiteto sprendė vieną iš labiausiai erzinančių kvantinės chromodinamikos – protonų ir neutronų sąveiką aprašančios teorijos – problemų.

Vadinamoji stiprios CP problema kyla, nes protonų ar neutronų viduje veikianti stiprioji sąveika tam tikrose situacijose turėtų pažeisti CP simetriją. O faktą, kad tokio pažeidimo užfiksuoti nepavyko, reikia paaiškinti. Peccei ir Quinno pasiūlymas tai apeiti buvo ekvivalentiškas naujo, neaptiktam simetrijos pažeidimui besipriešinančio, lauko pasiūlymui..

Stengdamasis patvirtinti tokio lauko egzistavimą, Nobelio premijos laureatas Frankas Wilczekas atrado, kad, kaip ir visi pakankamai įnirtingai banguojantys kvantiniai laukai, naujasis laukas kuria naujos dalelės potencialą. Wilczekas pavadino ją aksionu.

Panašiu laiku kilo antroji dalelių fizikos problema. Colinas Froggattas iš Glazgo universiteto, JK, ir Holgeris Nielsenas iš Kopenhagos universiteto Nielso Bohro instituto piktinosi kvarkais, subatominėmis dalelėmis, sudarančiomis protonus ir neutronus, tad visą materiją. Yra šeši kvarkai, bet jų masės siaubingai skiriasi: viršūninis (top, t) kvarkas yra ~80 000 kartų masyvesnis už kylantįjį (up, u) kvarką. „Tai nesuprantama. Būtų galima tikėtis, kad masės bus daugmaž tokios pačios, – sako Goertzas. – O jei dalykų prigimtis taip stipriai skiriasi, kyla noras išsiaiškinti tokio didelio neatitikimo priežastis.“

Froggattas ir Nielsenas problemą pasiūlė išspręsti vadinamuoju flavono lauku. Šis laukas sugrąžina skirtingų kvarkų skirtingai griaunamą simetriją. Jis prognozuoja labai skirtingas kvarkų mases, o būtent tai ir eksperimentų rezultatai ir rodo.

O kaip tokios, regis, itin skirtingos dalelės susijungia į vieną? Per pastaruosius porą metų dvi fizikų grupės nepriklausomai atrado kosminį sutapimą: flavono lauko kuriama dalelėje yra komponentas, itin panašus į aksioną. „Pasirodo, kad jei aksionas yra flavono lauko komponentas, jis vis viena išsprendžia stipriosios sąveikos CP problemą“, – pažymi Goertzas. Tuo tarpu flavonas tuo pat metu išsprendžia keistųjų kvarkų masių problemą.

Aksiono ir flavono sąjunga – aksiflavonas arba flaksionas – turi ir daugiau privalumų. Nuo praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio, ieškodami didžiųjų Visatos struktūrų paaiškinimo, fizikai iškėlė itin sparčiai netrukus po Didžiojo sprogimo vykusi plėtimosi (infliacijos) hipotezę. Tokį erdvės ir laiko plėtimąsi galėjo sukelti dalelė inflatonas, kuri, kaip buvo spekuliuojama, galėjo būti aksionas arba flavonas. Negana to, standartiniais būdais neaptikus tamsiosios materijos, dėmesys nukrypo į alternatyvaus tamsiosios medžiagos kandidato, aksiono, paieškas. Abu panaudojimo būdai galimi netgi naujajame aksiflavono amplua.

Lyg to nepakaktų, aksiflavonas gali turėti ir daugiau supergalių. „Sprendžiame didesnį suvienijimą: aksiflavono ir Higgso“, – sako Goertzas.

Tai įspūdingas teorinis šuolis, bet jis išspręstų kitą fundamentalią problemą. Kai 2012 metais LHC buvo atrastas Higgso bozonas, jo masė buvo mažesnė, nei tikėjosi daugelis fizikų. Remiantis teorija, jo masė turėtų būti net 1019 gigaelektronvoltų, bet tesvėrė 125 GeV. Niekas negali paaiškinti 17 skaičiaus dydžio eilių skirtumo. Bet tinkamai sukonfigūruotas aksiflavonas galėtų Higgso masę išlaikyti.

Iš viso aksiflavonas galėtų vienu ypu išspręsti penkias daugiausiai rūpesčių keliančias fizikos problemas: netikėtą stipriosios sąveikos CP simetrijos išlaikymą, skirtingas kvarkų mases, visatos infliaciją, tamsiosios materijos prigimtį ir netikėtai mažą Higgso masę. „Atrodo įspūdinga, kad viena [dalelė] taip paprastai gali išspręsti tiek daug svarbių fizikos problemų „ne standartiniame modelyje“, – sako Wilczekas.

Tai išties jaudina, nors kol kas prielaida tvirtai įsitaisiusi spėlionių karalystėje. Padėties keitimo raktas guli Pastate 911, čia vykdomas CERNo NA62 eksperimentas. Ne taip gerai žinomas kaip kai kurie kiti, didesni eksperimentai, NA62 siekiama išties svarbaus tikslo: patobulinti mūsų supratimą apie kvarkus, tiriant kvarkų ir antikvarkų porų irimą.

Tikimasi, kad NA62 aptiks ką nors netikėto šių skilimo produktų energijose, fizikos už Standartinio dalelių fizikos modelio ribų užuominas. Tačiau dėl aksiflavono savybių jis gali atsirasti ir kaip papildomas skilimo produktas. Šis eksperimentas „glaudžiai susijęs su aksiflavono paieškų analize“, sako viena iš NA62 eksperimentatorių Babette Dobrich.

To pakanka, kad Goertzas jaustųsi atsargiai sujaudintas. „Nėra neįmanoma aptikti tokios dalelės ir tai nuteikia mane optimistiškai“, – sako jis.

Derlingi laukai

O kada žinosime užtikrintai? Galbūt jau netrukus. Viskas priklauso nuo aksiflavono masės. „Aksiflavono masė nežinoma, tad, jeigu jis egzistuoja, nežinia kur jis pasirodys“, – sako Dobrich. Bet jeigu Goertzui su kolegomis pavyks Higgso dalelę suvynioti į aksiflavoną, masė bus apibrėžta gerokai tiksliau ir eksperimentatoriai tiksliai žinos, kur jo ieškoti.

Garantijų nėra. Bet daugiafunkcinės dalelės vis labiau mėgstamos. Weizmanno Mokslo instituto Rehovote, Izraelyje, tyrėjai pasiūlė savo šveicariško peiliuko dalelę – hierarchioną, kuris kitokiomis priemonėmis gali atlikti daugmaž tokias pat užduotis, kaip ir aksiflavonas.

Žodžiu, panašu, dabar – vaisingas dalelių fizikos momentas ir pagrįsta manyti, kad esame ant proveržio slenksčio. „Atrodo vis labiau tikėtina, kad esama dar neatrastų sričių, ę sako fizikas Davidas Tongas iš Kembridžo universiteto. – Tai tikėtina vien jau iš kuklumo, bet ir tamsioji materija ir infliacija abi primygtinai reikalauja kažko naujo.“

Kol ši teoretikų karta leidžia šėlti vaizduotei, ankstesnių kartų̃ darbai gali pažaboti bet kokius ekscesus. „Nevalia tiesiog įsivaizduoti dalelę ir tarti, kad ji veiks ir išspręs visas problemas, – pažymi Ballesteros. – Yra teoriniai ir eksperimentiniai apribojimai, į kuriuos būtina atsižvelgti.“

Kai pilna naujų idėjų, paverčiančių daugybę problemų viena, smagu būti dalelių fiziku, sako Goertzas. Ypač, kai toje nedidukėje CERN pašiūrėje gali būti aptikti problemų sprendimo raktai. Tikėkimės, pavadinimas 911 nebus veltui.

Simetrijos svarba

Sužinoti naujų dalelių slaptavietes – keblu. Galingiausias mūsų turimas žibintas yra simetrija: idėja, kad kas nors atrodo ir elgiasi taip pat, net jei kai kurie jo pozicijos, krypties ar orientacijos aspektai pakinta. Tarkime, skritulio sukimo simetrija yra visiška, o kvadrato sukimo simetrija nevisiška – jis atrodo taip pat tik pasukus jį 90 laipsnių kartotiniais.

Fizikai į neveikiančias simetrijas kreipia ypatingą dėmesį. „Simetrija tiesiog šiaip sau nesugenda – visada būna kokia nors priežastis“, – sako Davidas Tongas iš Kembridžo universiteto.

Tai ypač būdinga sudėtingose dalelių fizikos simetrijose. Užuot sukinėjus dalelę ar judinus, galima pakeisti ją priešingą krūvį turinčia antidalele. Jei sąveika dėl to nesikeičia, tai ir yra simetrija. Pavyzdžiui, du elektronai atstumia vienas kitą lygiai taip pat, kaip ir du pozitronai, tad, jų fizika identiška, nors krūvis atvirkščias. tai vadinama krūvio simetrija.

Apsivertimas – svarbus

Kita svarbi simetrija yra laiko apsivertimas. Įsivaizduokite, žiūrite snukerio rungtynių įrašą, ir matote, kaip kamuoliukas atšoka nuo bortelio. Sukdami įrašą atgal, matote, kaip kamuoliukas juda link bortelio. Jeigu jis atšoktų skirtingu kampu, nei matėte pirmiau, būtų pažeidžiama laiko apgręžimo simetrija.

Trečioji fundamentali simetrija yra lyginumo simetrija. Šįkart stebėdami snukerio partiją, matote pradinį smūgį atsispindintį veidrodyje. Jeigu jis veidrodiniame atspindyje nuo bortelio atšoka skirtingu kampu, tai yra lyginumo simetrijos pažeidimas.

Kartais simetrijos pažeidimo nė nereikia ieškoti – tiesiog jo nėra, nors turėtų būti. Tarkime, 1964 metais Murray Gell-Mann simetrijos prielaidas pritaikė standartiniam dalelių modeliui ir jam kilo idėja, kad turėtų egzistuoti dalelės, kurias tinkamai sudėjus, turėtų sudaryti atomų branduolių protonus ir neutronus. Gell-Manno matematinė nuojauta neapgavo: jo spėti „kvarkai“ vėliau buvo aptikti ir Gell-Manno pastangos įvertintos Nobelio fizikos premija.

Galima kombinuoti kai kurias simetrijas ir pažiūrėti, ar randasi kas įdomaus. Tarkime, krūvio ir lyginumo (CP) simetrija. Vieną ar kitą simetriją galinčios pažeisti sistemos, pritaikius abi transformacijas, galiausiai atrodo taip pat. Kitaip tariant, galima rasti dvi skirtingas perspektyvas, – pavyzdžiui, dalelę ir veidrodyje atspindėtą jos antimedžiaginį ekvivalentą, – kuriose veiksmas atrodo vykstantis taip pat.

Šios simetrijos svarbios didžia dalimi dėl to, kad mums patinka kai jos kartais sulūžta: dėsniai, dalelės ir fizikos jėgos kilo iš simetrijos pažeidimo. Jos sukuria tai, ką Davidas Grossas iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje Kavli teorinės fizikos instituto vadina „pasaulio tekstūra“. Tokie samprotavimai paskatino Florianą Goertzą iš Dalelių ir kosminių dalelių Max Planck instituto Heidelberge spėti, kad egzistuoja nauja dalelė, kuri viena pati gali sutvarkyti penkias kebliausias fizikos problemas. „Visiška simetrija nuobodi, – sako Goertzas. – Jei simetrija šiek tiek pažeidžiama, gali prasidėti įdomūs dalykai.“


Technologijos.lt



Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

TMS ELECTRONICS
TMS ELECTRONICS

www.rslietuva.com – nemokamas elektronikos komponentų pristatymas

www.matuok.lt - Interneto spartos matavimo sistema

Lietuvos mokinių neformaliojo švietimo centras

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Technologijos.lt

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

„EParašas“ – elektroninio parašo mokymo sistema

CRM sistema – „Hanna CRM“

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

MRO Supply


Reklama
‡ 1999–2018 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Farming Simulator 2017 Mods, FS 17 Mods
ls2017.com
„TV programa“ – tiksli
televizijos programa

www.tvprograma.lt
„Google“ reklama,
logotipų kūrimas

www.cet.lt
Wireless, point to point, backhaul, PTP
www.ligowave.com
Svarstyklės, matuokliai, laboratorinė įranga
www.moris.lt
Farming Simulator 2019 Mods, LS19 Mods, Maps
fs19.net
Ets2 mods, ats mods, fs19 mods
allmods.net
Farming Simulator 2017 Mods, FS 17 Maps, FS 19
www.fs2017mod.com
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
Geriausių lietuviškų tinklalapių katalogas
www.ltv.lt/technologijos/
FS 2019 Mods, FS 2017 Mods, FS 2015 Mods
www.farming2015mods.com
Projektas „Mokslas verslui ir visuomenei“
www.mokslasplius.lt
Reklama


Reklama