Fizik dünyası, yerçekimi, elektromanyetizma ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetlerle birlikte hareket eden beşinci bir temel kuvvetin olası keşfiyle çalkalanıyor.
Tohum, Macar fizikçilerden oluşan bir ekibin gördüğü alışılmadık bir zirveydi. Aslında karanlık madde parçacıklarına aday olanlardan birini arıyorlardı. Bunu yapmak için nispeten düşük enerjili protonlarla ışınlanan bir parça lityum-7 alındı. Sonuç olarak uyarılmış halde berilyum-8 izotopu elde edildi. Böyle bir izotop ya bir foton ya da bir elektron-pozitron çifti yayabilir.
Alışılmadık bir zirve, yaklaşık 140 derecelik bir açıda ve yalnızca 1,10 ve 1,04 MeV enerjili protonlar için gözlenir.
Deneyde elektron ve pozitronun yayıldığı açıyı izlediler. Aralarındaki açı ne kadar büyük olursa bu tür çiftlerin o kadar az olması bekleniyordu. Ancak 140 derecelik bir açıda parçacıkların komşulara göre biraz daha fazla olduğu ortaya çıktı. Böyle bir zirve, daha önce bilinmeyen bir bozonun varlığını ortaya koyarsak açıklanabilir; buna artık sadece X bozonu deniyor. Orijinal deneyin yazarları, bunun aradıkları karanlık foton olduğunu umuyorlar. Deney üç yıldan fazla sürdü ve geçen yıl arşivde yayınlandı.
Ve bu yılın nisan ayında, arşivlerde Amerikalı bir grubun teorik bir makalesi ortaya çıktı ve bu makale aynı derecede zarif bir açıklama önerdi - bu bozon, daha önce bilinmeyen bir beşinci temel etkileşimin taşıyıcısıdır. Görüşlerini desteklemek için diğer deneylerde de bu hipotezle açıklanabilecek birkaç tutarsızlığa değindiler.
Ancak sorun şu ki, çalışmalar devam ediyor gibi görünse de şimdiye kadar hiç kimse Macarları kontrol edemedi. Ve burada oldukça tuhaf bir şey var: 140 derecedeki zirve ancak berilyum-8'in 1,10 ve 1,04 MeV enerjili protonlar tarafından üretilmesi durumunda görülebilir. Eğer 1,2 veya 0,8 MeV enerjiye sahip protonlar tarafından üretilirse tepe noktası sihirli bir şekilde ortadan kaybolur.
Tabii ki, bu kadar hafif bir parçacığın (ve X bozonunun kütlesi protonun kütlesinden 50 kat daha azdır) daha önce yapılan deneylerde fark edilmemiş olması gariptir.
Genel olarak, bu tür durumlarda her zaman olduğu gibi, abartılı bir heyecana kapılmak için henüz çok erken. Bağımsız gruplardan gelecek deneyleri bekleyeceğiz. Elbette teorisyenler, hayal güçlerinin uçuşu yeni deneysel verilerle sınırlanıncaya kadar, biri diğerinden daha tuhaf hipotezler doğurmaya devam edecekler.
MOSKOVA, 26 Mayıs - RIA Novosti. Macaristanlı bilim insanları, mikro dünyanın Standart Modelinin ötesinde fiziğin varlığına dair ipuçları buldular. Nature dergisinin haber servisine göre, doğanın dört değil beş temel kuvvetine dair kanıtlar keşfettiler.
Geçen yılın sonlarında, Debrecen'deki Macar Bilimler Akademisi Nükleer Fizik Enstitüsü'nden Attila Krasznahorkay ve meslektaşları, berilyum-8 atomunun uyarılmış durumdan normal duruma geçişinde ne olduğuna dair olağandışı gözlemleri bildirdikleri bir makale yayınladılar. lityum levhanın protonlarla bombardımanı sırasında berilyum sentezinde.
Bilim adamlarının söylediği gibi, belirli koşullar altında bu süreç fotonların değil, madde ve antimadde parçacıklarından oluşan bir tür kararsız mini atom olan elektron-pozitron çiftlerinin doğuşuna yol açar. Bu gerçek kendi başına olağandışı değildir; bu tür süreçler doğada ve uzayda düzenli olarak meydana gelir. Şaşırtıcı olan bu parçacıkların nasıl doğduğuydu.
Elektronları bir köşeye koyun
Standart fizik modeli, bu tür çiftlerin ortaya çıkma sıklığının, oluşturan elektronların ve pozitronların birbirinden ayrıldığı açılara büyük ölçüde bağlı olacağını öngörüyor - bu açı ne kadar büyük olursa, bilim adamlarının bu tür yapılar olarak adlandırdığı şekliyle daha az pozitronyum "atomu" görünmelidir. .
Krasznahorkai ve meslektaşlarını şaşırtacak şekilde farklı bir şey oluyordu; genişleme açısı 140 dereceye yaklaştığında elektron-pozitron çiftlerinin sayısı keskin bir şekilde arttı. Bu, Standart Modelin ötesinde bazı parçacıkların veya kuvvetlerin bu sürece dahil olduğunu gösterdi.
Macar fizikçiler, berilyum-8'in bu davranışının, çekirdeklerinin, bir lityum tabakasında oluşumu sırasında, özel bir ultra hafif bozon (dört temel etkileşimden birini taşıyan bir parçacık) yaymasından kaynaklandığına inanıyorlar. elektron ve bir pozitron.
Krasznahorkai, kütlesi yaklaşık 17 MeV (megaelektronvolt) olan bu parçacığın, karanlık madde parçacıklarının davranışını etkileyebilen elektromanyetik etkileşimlerin taşıyıcısı olan "karanlık foton" olarak adlandırıldığına inanıyor.
Protonofobi
Bu tür ifadeler ve deneysel sonuçlar, Krasznahorkai ekibinin daha fazlasını keşfetmeyi başardığına inanan Irvine'deki (ABD) Kaliforniya Üniversitesi'nden teorisyenlerin dikkatini çekti: yerçekimi, elektromanyetizma, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetlerle birlikte maddeyi etkileyen beşinci temel kuvvet. .
“Bu teorik yapıların dayandığı orijinal deneysel çalışma, berilyum-8 atomunun uyarılmış durumları arasındaki geçişlerin gözlemlenmesinin, mevcut teorik açıklamadan farklı sonuçlar verdiğini, nükleer fizikte her türlü sapmanın, yeterli olduğundan, düzenli olarak ortaya çıktığını belirtmektedir. Uyarım çekirdeklerinin spektrumunu hesaplamak için, hafif olanların bile yolu son derece zordur," diye yorumladı ünlü Rus fizikçi ve bilimin popülerleştiricisi Igor Ivanov, çalışma hakkında.
Ivanov'un yazdığı gibi, benzer açıklanamayan patlamalar ve anormallikler daha önce nötrinoların davranışlarının gözlemlenmesi sırasında ve LHC'deki deneyler sırasında bulunmuştu; bunlar daha sonra veriler biriktikçe ve dedektörlerin doğruluğu arttıkça "çözülüyordu".
"Dolayısıyla bu durumda bunun nükleer fiziğin kötü tanımlanmış bir etkisi olduğu neredeyse garanti. Pekala, Nature News'teki notun yazıldığı teorik makale teorisyenler için sadece standart bir çalışmadır - sapmanın gerçek olduğunu varsayalım, ve "yeni fizik"in ne olabileceği konusunda spekülasyonlar yapıyorlar, diye bitiriyor bilim adamı.
Evet paralellikleri görmemek mümkün değil
Yüz on yıl önce sıradan insanların bilimsel bir devrimin yolda olduğundan haberi yoktu.
Bir şeyler okuyan tuhaf insanlar vardı
Ve hatta bir şeyi hayal ettim
Hayallerin gerçekleşmesini gerçekten ummuyorum
...
Fizikçiler doğanın beşinci temel kuvvetinin olası keşfini doğruladılar
Irvine Kaliforniya Üniversitesi'ndeki (UCI) teorik fizikçilerin Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bir makaleye göre, daha önce bilinmeyen atom altı parçacıkların olası keşfine işaret eden son veriler, doğanın beşinci temel kuvvetine işaret ediyor olabilir.
http://www.astronews.space/ru/astrophysics/104-fundamental-sila
2015'in ortalarında UCI araştırmacıları, Macar Bilimler Akademisi'nde görünmez karanlık maddeye bağlı "karanlık fotonlar" parçacıklarını arayan deneysel nükleer fizik araştırmalarıyla karşılaştı.
Macarların çalışması, elektrondan yalnızca 30 kat daha ağır olan hafif bir parçacığın varlığına işaret eden anormal radyoaktif bozunmayı keşfetti.
"Deneyciler bunun yeni bir kuvvet olduğunu iddia edemezlerdi. Sadece yeni bir parçacığı işaret eden olayların fazlalığını gördüler, ancak bunun bir parçacık mı yoksa taşıyıcı parçacıkların kuvveti mi olduğu açık değildi.
Onlarca yıldır dört temel kuvveti biliyoruz: Yerçekimi, elektromanyetik kuvvet ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. Daha sonraki deneylerle doğrulanırsa, olası bir beşinci kuvvetin keşfi, kuvvetler ve karanlık maddenin birleştirilmesi olasılığıyla birlikte Evren hakkındaki anlayışımızı tamamen değiştirecektir."
Fizik ve astronomi profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Jonathan Feng şöyle konuştu:
UCI ekibi, Macar araştırmacıların verilerini ve bu alandaki önceki tüm deneyleri inceledi ve kanıtların hem madde parçacıklarını hem de "karanlık fotonları" güçlü bir şekilde desteklediğini gösterdi. Mevcut tüm verileri birleştiren yeni bir teori önerdiler ve keşfin beşinci bir temel güce işaret edebileceğini belirlediler. İlk analizleri Nisan ayının sonunda halka açık İnternet sunucusu Arxiv'de yayınlandı ve ilk makalenin bulgularını güçlendiren bir devamı Cuma günü aynı sitede yayınlandı.
UCI bilim adamlarının çalışmaları bunun "karanlık bir foton" olmayabileceğini, bunun yerine parçacığın "protofobik bir X bozonu" olabileceğini gösteriyor. Normal elektrik kuvveti elektronlara ve protonlara etki ederken, bu yeni bozon yalnızca elektronlar ve nötronlarla ve son derece sınırlı bir aralıkta etkileşime giriyor. Analiz ortak yazarı Timothy Tait şunları söyledi:
"Aynı özelliklere sahip başka bir bozon yok. Bazen buna sadece 'X-bosonu' da diyoruz, burada 'X' bilinmeyen bir şeyi temsil ediyor."
Feng, daha fazla deneyin kritik olduğunu belirtti:
"Parçacık çok ağır değil ve 50'li ve 60'lı yıllarda laboratuvarlar onu tespit etmek için gereken enerjiye sahipti. Ancak bulmanın zor olmasının nedeni, bu parçacığın etkileşimlerinin çok zayıf olmasıydı. Ancak yeni parçacık çünkü o kadar hafif ki, dünya çapında küçük laboratuvarlarda çalışan ve orijinal gereksinimleri bilen ve artık nereye bakacağını bilen birçok deney grubu var.
Bu iki sektörün birbiriyle biraz örtülü ama temel etkileşimlerle etkileşime girmesi mümkün. Bu kuvvet, Macar deneyi sonucunda bu protofobik kuvveti gözlemlediğimizde kendini gösterebilir. Daha geniş anlamda bu, karanlık maddenin doğasını anlamaya yönelik ilk araştırmamızla tutarlıdır."
Daha ileri araştırmalar için bir yön, bu beşinci kuvvetin, "daha büyük, daha temel bir kuvvetin tezahürleri" olarak elektromanyetik ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetlere bağlanma potansiyeline sahip olma olasılığıdır.
Bulguları doğrulanırsa bilimde dünya çapında bir sansasyon yaratılacak, belki de kütleçekim dalgalarının keşfinden daha önemli.
Günümüzde dünyamızda etkili olan dört temel kuvvet bilinmektedir: Makro düzeyde yerçekimi ve elektromanyetik kuvvetler, temel parçacıklar düzeyinde ise güçlü ve zayıf etkileşimler gözlenmektedir. Fizikçiler hala etraflarındaki her şeyi açıklamaya yetecek kadar bu dört kuvvete sahipler. Tek endişe, görünür maddenin Evrenin toplam maddesinin %5'inden fazlasını oluşturmaması, geri kalanının duyularımızdan gizlenmesidir. Bilim adamları, Evrenin bizim için algılanamayan bu kısmına karanlık madde ve karanlık enerji adını veriyor.
Karanlık maddeyi etkileyen tek kuvvetin yerçekimi olduğuna inanılıyor ancak bu etkileşimin kesin izlerine henüz rastlanamadı. Karanlık maddeyle etkileşimin olmaması bilim adamlarını rahatsız etmiyor; onlar onu aramaya devam ediyor ve yeni bir temel etkileşimin keşfi de dahil olmak üzere keşiflere potansiyel olarak hazırlar.
Geçtiğimiz yıl, Macaristan Bilimler Akademisi Nükleer Araştırma Enstitüsü'nden (Debrecen) fizikçi Attila Krasznahorkay ve meslektaşları, ArXiv.org ön baskı veritabanında beşinci kuvveti keşfettikleri sonucuna vardıkları bir makale yayınladılar. Makaleleri Ocak ayında Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.
Macar meslektaşlarının sonuçlarını kontrol etmeye karar veren Kaliforniya Üniversitesi'nden (Irvine, ABD) Jonathan Feng liderliğindeki bir grup teorik fizikçi dışında, her iki yayın da bilim camiası tarafından fark edilmedi. Feng ve ortak yazarları, Macar araştırmacıların hesaplamalarını dikkatle incelediler ve onlara göründüğü gibi bu yeni gücün hiçbir doğa yasasını ihlal etmediğini açıkladılar. Feng, doğrulamayla ilgili bir makaleyi yine ArXiv.org'da yayınladı.
Macar bilim adamları, karanlık maddeden gelen bir ışık parçacığı olan "karanlık foton" arıyorlardı. Bir parça lityum-7'yi protonlarla bombaladılar ve protonların kararsız bir berilyum-8 çekirdeğine dönüşmesine neden oldular, bu çekirdek de bir çift elektrona ve pozitronlara (antimaddedeki elektronların analogları) bozundu. Protonlar lityuma 140 derecelik bir açıyla çarptığında, Standart Modele dayalı hesaplamaların öngördüğünden çok daha fazla sayıda elektron ve pozitron çifti geri uçarak geri gönderildi.
Deneyin yazarları, bu ekstra parçacıkların, elektrondan 34 kat daha ağır olan yeni bir parçacığın tezahürü olabileceğine karar verdiler. Belki de bu karanlık bir fotondur. Feng ve ortak yazarları, Macar bilim adamlarının gözlemlediği anormalliğin karanlık bir fotonu değil, beşinci kuvvetin bir tezahürünü gösterdiğine inanıyor.
Şimdi ABD'deki Thomas Jefferson Ulusal Hızlandırıcı Tesisi, MIT ve CERN'den çeşitli bilimsel gruplar deneyi tekrarlamayı ve Kraznahorkai ile Feng'in sonuçlarını test etmeyi üstlendi.
En ilginç olaylardan haberdar olmak için Viber ve Telegram'da Quibl'e abone olun.
Son zamanlarda Macar bilim adamları, yaptıkları deneylerden birinin sonucunda anormal bir fenomeni keşfettiler. Berilyum çekirdekleri bozunduğunda kütlesi ve davranışı standart fiziksel modelle açıklanamayan bir parçacık elde ettiler.
Anormal parçacık
2016'nın başlarında, bir grup Amerikalı bilim insanının katıldığı ortak bir çalışma, prestijli Physical Review Letters dergisinde yayınlandı. Parçacığın davranışını inceledikten sonra bilim insanları standart modele ek olarak hizmet edecek bir matematiksel model derlediler. Bilim insanlarına göre bu model, karanlık maddenin varlığını ve özelliklerini potansiyel olarak açıklayabilir. Hatta parçacıkların beşinci temel kuvvetinin varlığına dair ilk ipucunu bile umuyorlar.
Standart Model
Daha doğrusu temel kuvvet kuvvetleri olarak adlandırılan dört temel "doğa kuvveti" vardır: elektromanyetizma, yerçekimi, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet. Standart modele göre yer çekimi kuvvetleri dışındaki tüm kuvvetler birbiriyle etkileşim halindedir. Bu, bilim adamlarını karanlık maddenin doğrudan gözlemlenmesine olanak sağlayacak yeni bir beşinci temel kuvvet bulmaya teşvik ediyor.
Yayınlanan deney, yeni etkileşimin varlığını kanıtlamaya yetmedi. Bugünkü anormal fenomen, yeni bir madde parçacığından veya bilinmeyen bir etkileşimin kütlesiz bir etkeninden kaynaklanabilir.
Yapılan deney
Deney, Macaristan Bilimler Akademisi'nde, uzun süredir karanlık maddeyle etkileşime giren parçacıklar olan "karanlık fotonları" arayan bilim adamları tarafından gerçekleştirildi. Deney sırasında berilyumun nükleer bozunmasındaki anormalliğin, elektrondan 30 kat daha büyük bir kütleye sahip bir parçacık olduğu ortaya çıktı.
Eğer bu parçacık yeni bir etkileşimi tetikleme yeteneğine sahipse, o zaman keşif devrim niteliğinde olabilir. Sadece tahmin edilen "beşinci kuvvet" ortaya çıkmakla kalmayacak, aynı zamanda bu kuvvet bilinen kuvvetleri ve karanlık maddeyi potansiyel olarak birleştirebilir. Böyle bir birleşme, Evren ve onun içinde meydana gelen fiziksel süreçler hakkındaki anlayışımızı önemli ölçüde genişletecektir.
Elbette yeni bir temel etkileşimin varlığına inanmak için tek bir deney ve teorik model yeterli değildir. Çok daha fazla araştırma ve deney yapılması gerekiyor ve standart model ile yeni kuvveti birleştiren yeni bir teorinin formüle edilmesi gerekiyor. Neyse ki anormal parçacık nispeten kararlı ve ilgilenen çoğu bilim insanı tarafından doğrudan gözlemlenebiliyor.
