Para saintis Mencari ‘Struktur Ruang-Masa Baharu’ Jauh di Bawah Kutub Selatan. Inilah Yang Mereka Temui

ABSTRAK memecahkan penyelidikan saintifik yang membebankan minda, teknologi masa depan, penemuan baharu dan penemuan besar.

Para saintis telah melihat ke dalam struktur ruang masa untuk mencari fizik baharu yang mungkin ditulis ke dalam tandatangan “zarah hantu” yang sukar difahami, dengan bantuan sebuah balai cerap raksasa yang menjangkau hampir satu batu di bawah Kutub Selatan, lapor satu kajian baru.

Walaupun percubaan selama bertahun-tahun ini tidak menemui sebarang fizik baharu yang dicetak dalam zarah spektrum ini, yang dikenali sebagai neutrino, ia masih mewakili gambaran yang belum pernah berlaku sebelum ini ke alam bayangan kosmos yang masih tidak dapat dilihat sehingga kini. Khususnya, penyelidikan baharu memberi penerangan tentang usaha untuk menerangkan graviti menggunakan mekanik kuantum, kerana apa yang dipanggil “graviti kuantum” ini adalah kunci utama untuk membuka beberapa misteri terbesar alam semesta.

Balai Cerap Neutrino IceCube, teleskop neutrino terbesar di dunia, telah beroperasi selama sedekad di Kutub Selatan. Pengesan itu terdiri daripada beribu-ribu penderia yang mencapai kira-kira 2,500 meter di bawah ais Antartika—kira-kira panjang 28 padang bola sepak—di mana ia menangkap neutrino bertenaga yang berasal dari peristiwa letupan dari tepi masa dan ruang.

Kini, kerjasama IceCube, sebuah pasukan yang merangkumi lebih daripada 400 saintis, telah mengumumkan hasil “pencarian struktur ruang-masa baharu” yang menyiasat kawasan alam semesta yang sebelum ini “tidak boleh diakses oleh teknologi manusia, menurut satu kajian yang diterbitkan pada hari Isnin dalam Fizik Alam Semula Jadi.

“IceCube benar-benar istimewa, kerana ia dapat melihat neutrino datang dari jauh dan dengan tenaga yang sangat tinggi,” kata Teppei Katori, ahli pasukan IceCube dan ahli fizik zarah eksperimen di King’s College London, serta pengarang bersama belajar, dalam panggilan dengan Motherboard.

“Kami menggunakan dua sifat ini; bahawa neutrino boleh menempuh jarak terjauh di alam semesta dan pada tenaga tertinggi,” sambungnya. “Ia adalah satu andaian yang besar, tetapi zarah-zarah itu dipercayai sangat sensitif kepada apa-apa dalam ruang masa.”

Neutrino sangat ringan sehingga jisimnya hampir tidak dapat dilihat, menyebabkan mereka mendapat julukan “zarah hantu.” Atas sebab ini, mereka dapat dengan mudah melalui planet, bintang, dan bentuk jirim lain tanpa memperlahankan atau mengubah arah. Ini menjadikan neutrino sangat sukar untuk dikesan dengan instrumen konvensional, walaupun ia sangat banyak di alam semesta sehingga kira-kira 100 trilion daripadanya melalui badan anda setiap saat.

Kebanyakan neutrino di sekeliling Bumi ditembak keluar oleh Matahari, tetapi terdapat satu lagi kelas “neutrino astrofizik” bertenaga tinggi yang berasal dari objek piroteknik yang dipanggil “pemecut kosmik” yang terletak berbilion-bilion tahun cahaya dari Bumi. Pemecut ini boleh menjadi objek seperti blazar, yang merupakan pusat galaksi yang mengeluarkan jet cahaya dan tenaga, walaupun sumber sebenar neutrino astrofizik masih tidak diketahui.

Neutrino datang dalam tiga “rasa” berbeza yang dikaitkan dengan zarah asas di alam semesta yang dipanggil elektron, muon dan taus. Para saintis telah lama mengesyaki bahawa perubahan dalam rasa neutrino astrofizik boleh membuka tingkap ke kawasan ruang masa yang mungkin menentang apa yang dikenali sebagai simetri Lorentz, yang merupakan asas penting teori relativiti khas Albert Einstein.

Simetri Lorentz pada asasnya bermaksud bahawa kosmos harus kelihatan sama kepada dua pemerhati yang bergerak pada kelajuan malar berbanding satu sama lain. Dalam erti kata lain, alam semesta pada skala besar pada asasnya adalah isotropik dan homogen, walaupun ia kelihatan lebih pelbagai pada skala yang lebih kecil, termasuk perspektif planet yang kita alami sebagai manusia di Bumi. Penyelidik terobsesi untuk mengesan pelanggaran simetri ini kerana mereka mungkin mendedahkan pautan hilang yang telah lama dicari antara graviti dan model standard fizik zarah yang mengawal mekanik kuantum.

“Selama 100 tahun yang lalu, orang ramai telah cuba mencari bukti bahawa simetri Lorentz tidak benar, dan tiada siapa yang dapat menemuinya,” jelas Katori. “Ini adalah salah satu kajian fizik moden yang paling tradisional-orang yang mencabar teori ruang masa ini.”

“Jika ada sesuatu yang salah dalam simetri Lorentz atau sesuatu di luar simetri Lorentz, anda mungkin mempunyai sambungan, buat kali pertama, dengan graviti dalam model standard,” tambahnya. “Graviti kuantum adalah sesuatu yang ramai orang harapkan benar-benar generasi akan datang, atau pintu terbuka ke peringkat seterusnya.”

Neutrino astrofizik menawarkan ujian yang menjanjikan bagi teori Einstein kerana mereka mungkin menghadapi kawasan ruang masa yang belum diterokai yang dipengaruhi oleh graviti kuantum. Neutrino yang melalui kawasan sedemikian berpotensi menukar rasa dengan cara yang mengejutkan yang akan meninggalkan rekod anomali ruang masa dalam tandatangan mereka yang boleh dibaca oleh saintis yang menangkapnya di Bumi.

“Neutrino menukar perisa walaupun tanpa kesan ruang masa ini,” kata Katori. “Kami sedang mencari perubahan anomali, atau cara yang tidak dijangka untuk berubah. Itulah fokus kajian ini.”

Carian IceCube tidak menemui anomali dalam penukaran rasa neutrino, meninggalkan tanggapan simetri Lorentz utuh buat masa ini. Walaupun Katori berkata keputusan ini agak “mengecewakan”—siapa yang tidak mahu mencari fizik baharu?—ia masih merupakan penemuan penting. IceCube dapat “mencapai ruang parameter fizik bermotivasi kuantum-graviti,” menurut kajian itu. Dengan kata lain, hasilnya telah mencetuskan jejak baharu ke dalam domain teori graviti kuantum yang akan mempunyai semua jenis aplikasi untuk saintis merentasi bidang.

“Kami percaya ini adalah keputusan yang hebat,” kata Katori. “Kami mempunyai kepekaan tertinggi dan kami juga merupakan percubaan pertama yang mencapai beberapa wilayah—atau ‘ruang fasa,’ perkataan teknikal—untuk benar-benar mencarinya,” merujuk kepada pelanggaran simetri Lorentz.

“Saya sangat lega kerana ia akhirnya diterbitkan,” sambungnya. “Daripada pengambilan data dan isu-isu lain, ia hanya satu usaha yang panjang.”

Walaupun percubaan awal ini berakhir dengan pahit manis, permulaan baharu muncul di bawah ais Antartika, serta daripada instrumen lain di seluruh dunia. Kerjasama IceCube merancang untuk meninjau set data mereka sekali lagi menggunakan teknik pembelajaran mesin baharu yang mungkin dapat menentukan anomali yang terlepas dalam kajian ini. Pasukan itu juga berharap untuk mengembangkan saiz IceCube secara dramatik untuk mendapatkan set data yang lebih besar yang mungkin, akhirnya, mendedahkan kesan anomali ruang masa yang menunjukkan graviti kuantum.

“Pada pendapat saya, masih ada peluang,” kata Katori. “Analisis ini adalah lelaran pertama jenis ini. Kami menjadikan ini sebagai rangka kerja analisis dan membangunkan kod tersebut, tetapi dalam erti kata tertentu, kami tidak melakukan yang terbaik kerana keadaan masih berkembang.”

“Saya percaya ada peluang untuk memperbaikinya,” katanya, “tetapi saya tidak dapat menjamin berapa banyak.”

Sementara itu, keputusan baharu menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk menyiasat ruang masa itu sendiri menggunakan zarah licin dari alam semesta yang jauh, menyediakan cara untuk meneroka pelbagai model dan eksperimen berpotensi lain.

“Walaupun motivasi analisis ini adalah untuk mencari bukti graviti kuantum, formalisme yang kami gunakan adalah bebas model, dan keputusan kami boleh menetapkan had pada pelbagai model fizik baharu, termasuk daya jarak jauh baharu, tenaga neutrino-gelap. gandingan, penyerakan jirim neutrino-gelap, pelanggaran prinsip yang setara dan sebagainya, “kata kerjasama IceCube menyimpulkan dalam kajian itu.

We would like to give thanks to the writer of this post for this amazing content

Para saintis Mencari ‘Struktur Ruang-Masa Baharu’ Jauh di Bawah Kutub Selatan. Inilah Yang Mereka Temui


Visit our social media accounts as well as other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/