تم الإبلاغ عن Muon Wobble حديثًا يمكن أن يكسر الفيزياء كما نعرفها

تمثيل الميونات (الأزرق) يقذف حول حلقة تخزين مغناطيسية فائقة التوصيل. (فيرميلاب / يوتيوب)

نتائج واحدة من أكثر التجارب التي طال انتظارها في فيزياء الجسيمات موجودة ، ويمكن أن تكون على وشك تحقيق أعنف أحلام كل باحث: ربما ، ربما ، يمكنهم كسر الفيزياء كما نعرفها.

يبدو أن الأدلة المأخوذة من معمل Fermi National Accelerator Laboratory بالقرب من شيكاغو تشير إلى جزيء صغير الجسيمات دون الذرية معروف ب ميون متذبذب أكثر بكثير مما تتوقعه النظرية. أفضل تفسير ، وفقًا لعلماء الفيزياء ، هو أن الميون يتم دفعه بواسطة أنواع من المادة والطاقة غير معروفة تمامًا للفيزياء.

إذا كانت النتائج صحيحة ، فإن الاكتشاف يمثل اختراقًا في فيزياء الجسيمات من النوع الذي لم نشهده منذ 50 عامًا ، عندما تم تطوير النظرية السائدة لشرح الجسيمات دون الذرية لأول مرة. يمكن أن يهز التذبذب الصغير جدًا للميون - المسمى بالعزم المغناطيسي - أسس العلم.

'اليوم هو يوم غير عادي ، طال انتظاره ليس فقط من قبلنا ولكن من قبل مجتمع الفيزياء الدولي بأسره ،' غرازيانو فينانزوني ، المتحدث المشارك باسم Muon تجربة g-2 وعالم فيزياء في المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء النووية ، قال في بيان .

متعلق ب: ما وراء هيغز: 5 جسيمات مراوغة قد تكمن في الكون

تُعرف الميونات أحيانًا باسم `` الإلكترونات الدهنية '' ، وهي مشابهة لأبناء عمومتها المعروفة على نطاق واسع ولكنها أثقل بمقدار 200 مرة وغير مستقرة إشعاعيًا - وتتحلل في جزء من المليون من الثانية إلى إلكترونات وجسيمات صغيرة شبحية عديمة الشحن تُعرف باسم النيوترينوات .

تمتلك الميونات أيضًا خاصية تسمى الدوران ، مما يجعلها تتصرف كما لو كانت مغناطيسات صغيرة ، مما يجعلها تتأرجح مثل الجيروسكوبات الصغيرة عند السقوط داخل حقل مغناطيسي .

لكن نتائج اليوم ، التي جاءت من تجربة أرسل فيها الفيزيائيون الميونات تدور حول حلقة مغناطيسية فائقة التوصيل ، يبدو أنها تُظهر أن الميون يتذبذب أكثر مما ينبغي.

قال علماء الدراسة إن التفسير الوحيد هو وجود جسيمات لم يتم أخذها في الحسبان بعد من خلال مجموعة المعادلات التي تشرح جميع الجسيمات دون الذرية ، والتي تسمى النموذج القياسي - التي ظلت دون تغيير منذ منتصف السبعينيات. وتذهب الفكرة إلى أن هذه الجسيمات الغريبة والطاقات المرتبطة بها ستكون بمثابة دفع وجذب للميونات داخل الحلقة.

باحثو فيرميلاب واثقون نسبيًا من أن ما رأوه (التذبذب الإضافي) كان ظاهرة حقيقية وليس صدفة إحصائية. لقد وضعوا رقمًا على تلك الثقة بـ '4.2 سيجما' ، وهي قريبة بشكل لا يصدق من عتبة 5 سيجما التي يعلن عندها علماء فيزياء الجسيمات اكتشافًا رئيسيًا. (تشير نتيجة 5 سيغما إلى أن هناك فرصة واحدة من كل 3.5 مليون لحدوث ذلك بسبب الصدفة).

تعكس هذه الكمية التي نقيسها تفاعلات الميون مع كل شيء آخر في الكون. ولكن عندما يحسب المنظرون نفس الكمية ، باستخدام كل القوى والجسيمات المعروفة في النموذج القياسي ، لم نحصل على نفس الإجابة ، 'رينيه فاتيمي ، عالم فيزياء في جامعة كنتاكي ومدير المحاكاة لتجربة Muon g-2 ، قال في بيان .

هذا دليل قوي على أن الميون حساس لشيء ليس في أفضل نظرياتنا.

ومع ذلك ، فإن حسابًا منافسًا أجرته مجموعة منفصلة ونشر يوم الأربعاء (7 أبريل) في المجلة طبيعة سجية يمكن أن يسلب تذبذب أهميته. وفقًا لحسابات هذا الفريق ، والتي تعطي قيمة أكبر بكثير للمصطلح الأكثر غموضًا في المعادلة التي تتنبأ بحركة اهتزاز الميون ، فإن النتائج التجريبية تتماشى تمامًا مع التوقعات.

عشرين عامًا من مطاردة الجسيمات كان يمكن أن تكون كلها هباءً.

يقول زولتان فودور ، أستاذ في الفيزياء في ولاية بنسلفانيا وقائد فريق البحث الذي نشر طبيعة سجية ورق، قال في بيان .

لكن فودور أضاف أنه نظرًا لأن تنبؤات مجموعته اعتمدت على حسابات مختلفة تمامًا بافتراضات مختلفة تمامًا ، فإن نتائجها كانت بعيدة كل البعد عن كونها صفقة منتهية.

وتعني النتائج التي توصلنا إليها أن هناك توترًا بين النتائج النظرية السابقة ونتائجنا الجديدة. يجب فهم هذا التناقض. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون النتائج التجريبية الجديدة قريبة من النتائج القديمة أو أقرب إلى الحسابات النظرية السابقة. أمامنا سنوات عديدة من الإثارة.

من حيث الجوهر ، لن يتمكن الفيزيائيون بشكل قاطع من تحديد ما إذا كانت الجسيمات الجديدة تمامًا تسحب الميونات الخاصة بها حتى يتفقوا تمامًا على كيفية تفاعل جسيمات النموذج القياسي السبعة عشر الحالية مع الميونات أيضًا. حتى تفوز إحدى النظريات ، تُترك الفيزياء تترنح في الميزان.

محتوى ذو صلة:
5 أسباب تجعلنا نعيش في كون متعدد

أكبر 18 ألغازًا لم تُحل في الفيزياء

لماذا يريد الفيزيائي بناء مصادم جسيمات على القمر

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة العلوم الحية . إقرأ ال المقال الأصلي هنا .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.