Zarah Yang Baru Diukur Boleh Memecahkan Fizik Terkenal

Ahli fizik telah menemui bahawa zarah asas yang dipanggil boson W nampaknya 0.1 peratus terlalu berat—percanggahan kecil yang boleh membayangkan perubahan besar dalam fizik asas.

Pengukuran, dilaporkan pada 7 April dalam jurnal Sains, berasal dari pelanggar zarah vintaj di Makmal Pemecut Kebangsaan Fermi di Batavia, Illinois, yang menghancurkan proton terakhirnya sedekad lalu. Kira-kira 400 ahli kerjasama Collider Detector at Fermilab (CDF) telah terus menganalisis W boson yang dihasilkan oleh collider, dipanggil Tevatron, mengejar pelbagai sumber ralat untuk mencapai tahap ketepatan yang tiada tandingan.

Jika lebihan berat W berbanding ramalan teori piawai boleh disahkan secara bebas, penemuan itu akan membayangkan kewujudan zarah atau daya yang belum ditemui dan akan membawa penulisan semula utama pertama undang-undang fizik kuantum dalam setengah abad.

“Ini akan menjadi perubahan lengkap dalam cara kita melihat dunia,” malah berpotensi menyaingi penemuan boson Higgs pada 2012 secara signifikan, kata Sven Heinemeyer, seorang ahli fizik di Institut Fizik Teori di Madrid yang bukan sebahagian daripada CDF. “The Higgs sesuai dengan gambar yang diketahui sebelum ini. Yang ini akan menjadi kawasan yang sama sekali baru untuk dimasuki.”

Penemuan itu datang pada masa komuniti fizik lapar akan kelemahan dalam model piawai fizik zarah, set persamaan yang bertahan lama yang menangkap semua zarah dan daya yang diketahui. Model standard diketahui tidak lengkap, menyebabkan pelbagai misteri besar tidak dapat diselesaikan, seperti sifat jirim gelap. Rekod prestasi kukuh kerjasama CDF menjadikan keputusan baharu mereka sebagai ancaman yang boleh dipercayai kepada model standard.

“Mereka telah menghasilkan beratus-ratus ukuran yang indah,” kata Aida El-Khadra, seorang ahli fizik teori di Universiti Illinois, Urbana-Champaign. “Mereka diketahui berhati-hati.”

Tetapi masih belum ada orang yang mengeluarkan champagne. Walaupun ukuran jisim W baharu, diambil secara bersendirian, jauh berbeza daripada ramalan model standard, eksperimen lain yang menimbang W telah menghasilkan keputusan yang kurang dramatik (walaupun kurang tepat). Pada tahun 2017sebagai contoh, percubaan ATLAS di Large Hadron Collider Eropah mengukur jisim zarah W dan mendapati ia hanya rambut yang lebih berat daripada apa yang dikatakan model standard. Pertembungan antara CDF dan ATLAS menunjukkan bahawa satu atau kedua-dua kumpulan telah terlepas pandang beberapa keanehan halus eksperimen mereka.

“Saya ingin ia disahkan dan memahami perbezaan daripada pengukuran terdahulu,” kata Guillaume Unal, ahli fizik di CERN, makmal yang menempatkan Large Hadron Collider, dan ahli eksperimen ATLAS. “W boson mestilah sama di kedua-dua belah Atlantik.”

“Ia adalah satu kerja yang monumental,” kata Frank Wilczekseorang ahli fizik yang memenangi Hadiah Nobel di Institut Teknologi Massachusetts, “tetapi sangat sukar untuk mengetahui apa yang perlu dilakukan dengannya.”

Boson yang lemah

W boson, bersama-sama dengan Z boson, menengahi daya lemah, salah satu daripada empat daya asas alam semesta. Tidak seperti graviti, elektromagnetisme dan daya kuat, daya lemah tidak menolak atau menarik begitu banyak kerana ia mengubah zarah yang lebih berat kepada yang lebih ringan. Muon secara spontan mereput menjadi boson W dan neutrino, sebagai contoh, dan W kemudian menjadi elektron dan neutrino lain. Perubahan bentuk subatomik yang berkaitan menyebabkan radioaktiviti dan membantu memastikan matahari bersinar.

Pelbagai eksperimen telah mengukur jisim boson W dan Z sepanjang 40 tahun yang lalu. Jisim W boson telah membuktikan sasaran yang sangat memikat. Manakala jisim zarah lain hanya perlu diukur dan diterima sebagai fakta alam, jisim W boleh diramalkan dengan menggabungkan segelintir sifat kuantum boleh diukur lain dalam persamaan model piawai.

We would love to say thanks to the author of this write-up for this awesome content

Zarah Yang Baru Diukur Boleh Memecahkan Fizik Terkenal


Take a look at our social media profiles along with other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/