Mit Tart A Fizika Titokzatos Világában

Íme néhány dolog, amit a fizikusok a következő évben leginkább izgatnak.

Az új év a felfedezések éve lehet a fizikusok számára is, akik az anyag legmélyebb rejtélyeit fejtik ki.

2013 óta, amikor a Large Hadron Collider (LHC) tudósai megerősítették, hogy felfedezték a Higgs bozont, azt a részecskét, amely más tömegeket kölcsönöz, a fizika egyfajta nehéz helyzetben van. A Higgs volt az utolsó hiányzó kirakós darab a standard modellben, az uralkodó modellben, amely megmagyarázta az apró részecskék viselkedését. És mégis, az univerzummal kapcsolatos legfontosabb kérdések továbbra is megválaszolatlanok maradtak.

2016 azonban néhány új felfedezés éve lehet. Az új részecskék megtalálásától kezdve a sötét anyag magyarázatáig íme néhány olyan dolog, amiért a fizikusok leginkább izgulnak 2016-ban. [Be Higgs: 5 egyéb részecske, amelyek leselkedhetnek az univerzumba].

1. Új részecske?

A részecskefizika világának legnagyobb híre az a potenciális új részecske röpke utalása, amelyet két külön kísérlet során találtak meg az LHC-nél, a világ legnagyobb atom-törőjénél.

"Van néhány (rendkívül előzetes) bizonyíték egy újfajta részecskére, amely a proton tömegének körülbelül 800-szorosa - meg akarjuk nézni, hogy ez a jel erősödik-e vagy elhalványul" - mondta Sean Carroll, a Kaliforniai Intézet fizikusa. Technológia.

Eddig a bizonyítékok rendkívül előzetesek - nagyjából 1/4-es esély van arra, hogy a jel véletlenszerű véletlen, és nem valódi részecske. Bár ez laikusoknak nagyon jól hangozhat, a fizikusok általában "5-szigma" eredményt keresnek, vagyis a jelzés esélye 1 / 3,5 millió.

Ha valóban létezik e tömeg titokzatos részecskéje az univerzumban, a fizikusoknak fogalma sem volt arról, hogy ott van, és nem voltak olyan elméleteik, amelyek megjósolták volna egy ilyen részecskét. Azóta azonban az emberek rohantak az űrt betölteni.

"Több mint 70 elméleti cikk" magyarázta "ezt a balesetet - mondta Sheldon Stone, a Syracuse Egyetem fizikusa.

Akárhogy is, a következő évben a két kísérlet mind az eddigi adatok tízszeresét fogja kapni, így a tudósok tudni fogják, hogy ez statisztikai blip, vagy valódi részecske - mondta Stone.

2. Gravitációs hullámok

A gravitációs hullámokra, vagy az Einstein általános relativitáselmélete által megjósolt tér-idő vetemedéséből fakadó hullámokra már régóta javasolják a gravitációs sugárzás elméletileg történő továbbítását. A tudósok azt jósolják, hogy a neutroncsillagok, a szupernóvák és az Ősrobbanás galaktikus összetörése mind ezeknek a gravitációs hullámoknak a nyomát hagyja az univerzumban.

Ezeket a tér-idő hullámokat azonban csak közvetett módon pillantották meg, és a kimutatásukra tervezett kísérletek, mint például a Lézer Interferométer Gravitációs Hullám Megfigyelő Intézet (LIGO), még nem láttak utalást rájuk. A tudósok azonban évekig leállították a LIGO-t, és ezt az időt azzal töltötték, hogy sokkal érzékenyebb detektorokkal szerelték fel. Ez év szeptemberében végre visszakapcsolódott.

"Az Advanced LIGO detektor most már működik és működik, és hamarosan láthat valamit" - mondta Carroll a WordsSideKick.com-nak egy e-mailben.

3. Sötét anyag

Az univerzum 80 százaléka az anyag titokzatos formájából áll, amely nem bocsát ki és nem nyel el fényt, így láthatatlanná teszi a távcsövek számára. Úgy tűnik, hogy ez az úgynevezett sötét anyag gravitációs húzóerővel hat az univerzum világító tárgyaira, mégsem tudja senki, hogy a sötét anyag miből áll vagy hogyan működik. Mégis van némi remény, hogy ezt 2016-ban meg lehet oldani - mondta Saurya Das, a kanadai Lethbridge-i Egyetem fizikusa.

Számos földalatti detektor dolgozik a SNB-tól (Sudbury Ontario) az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumig, hogy közvetlenül észlelje a sötét anyagot. Sok fizikus feltételezi, hogy a sötét anyag gyengén kölcsönhatásban lévő hatalmas részecskékből vagy WIMPS-ből állna. Ezek a földalatti detektorok a Föld segítségével elnyelik a kozmikus sugarak nagy részét, amelyek elhomályosíthatják a sötét anyag bizonyítékainak halvány nyomait. A fizikusok a sötét anyag WIMP-jeleit látnák, amint azok csomói visszaverődnek az atommagokról ezekben a földalatti detektorokban.

"Nehezebb pontosan meghatározni, hogy ez mikor történhet meg, de lehet, hogy előbb-utóbb" - mondta Carroll.

4. Egyéb megválaszolatlan kérdések

Az LHC-n végzett egyéb kísérleteknek szintén meg kell erősíteniük a létező szubatomi részecskékből, például pentaquarkokból és tetraquarkokból álló egzotikus részecskéket, amelyek kvarkokból állnak - mondta Stone.

És a szuperszimmetria, az az elmélet, miszerint minden anyagrészecskének van antianyag-partnere, az LHC más kísérleteiben is megfigyelhető - mondta Das.

Ezen túl van néhány hosszabb lövésű kérdés, amelyet esetleg tisztázni vagy esetleg megoldani lehet a következő évben - mondta Das.

Noha a tudósok megerősítették, hogy az általános relativitáselmélet viszonylag kicsi, de még mindig nem tudják, hogy nagy távolságokon áll-e fenn, úgynevezett kozmológiai skálákon, mondta Das. Például, amióta a fizikusok felfedezték, hogy az univerzum felfújódik (vagyis kifelé terjeszkedése gyorsul), sokan azt feltételezik, hogy létezik sötét energia, egy titokzatos erő, amely a gravitációt ellensúlyozza a dolgok kifelé való elrepülésével. De egy másik lehetőség egyszerűen az, hogy az általános relativitáselmélet kozmológiai léptékben lebomlik - mondta.

Csavart fizika: 7 észbontó megállapítás

• A fizika 9 legnagyobb megoldatlan rejtélye
• Fotók: LHC, A világ legnagyobb atomtömörítője

.