اینستاگرامی ها

پکیج تبلیغاتی

اطلاعــیه پرتال تفریحی خبری نیوزس در جهت ثبت در ساماندهی
با عرض سلام و خسته نباشید خدمت کاربران عزیز سایت نیوزس / سایت نیوزس به ادرس اینترنتی (newzes.ir) در سایت ستاد ساماندهی اینترنتی کشور به ثبت رسیده است و فعالیت سایت مطالبق با قوانین جمهوری اسلامی ایران میباشد
قوانین سایت نیوزس
اخبار به صورت خودکار جمع‌آوری می‌شوند و مسئولیت محتوای آن‌ها با ناشران خبر است. با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی، و با عنایت به اینکه سایت نیوزس مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مؤلفان در قانو ن فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوای خلاف قوانین جمهوری اسلامی ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.



مطالب مهم

»اخبار سپاه و داعش و سوریه » حمله مجلس » سریال عاشقانه » سریال شهرزاد » سهام عدالت » فال وطالع بینی امروز » عکس های لورفته ...

تبلیغات

سایت نیازمندی های بازارچه 96




اندازه‌گیری‌های سرن و احتمال وجود یک حالت جدید از فیزیک نوین

کشف ذرات بنیادی جدید به واسطه‌ی شتاب‌دهنده‌های سریع‌تر، مفهوم جدیدی به فیزیک نوین بخشیده است. این مفاهیم به کشف اسرار کیهان کمک کرده و به کمک فناوری و صنایع جدید می‌آیند.

از اواسط قرن بیستم به بعد، فیزیک‌دان‌های کوانتومی به تجزیه‌ی نظریه‌ی یکپارچه‌ی فیزیکی  که بر اساس نظریه‌ی انیشتین ارائه شده بود، پرداختند. فیزیک بزرگ بر اساس جاذبه تعریف می‌شد؛ اما تنها فیزیک کوانتومی قادر به توصیف مشاهدات در سطح کوچک بود. در نتیجه کشمکش تئوری بین جاذبه و سه نیروی اصلی دیگر  ادامه یافت و فیزیک‌دان‌ها تلاش کردند جاذبه یا فیزیکی کوانتوم را برای استنتاج نیروهای دیگر توسعه دهند.

اندازه‌گیری‌های اخیر  شتاب‌دهنده‌ی هادرونی بزرگ ناسازگاری‌هایی را نسبت به پیشگویی‌های مدل استاندارد نشان می‌دهد که می‌توانند حوزه‌های کاملا جدیدی از بنیان جهان را با فیزیک کوانتومی توصیف کند. اگرچه برای اثبات این ناهنجاری‌ها نیاز به تست‌های تکراری است، اما یک اثبات می‌تواند نقطه‌ی بازگشتی در اغلب توصیف‌های اساسی فیزیک ذرات تا این تاریخ به شمار برود.

تصویر 1

 بر اساس پیشگویی‌های مدل استاندارد فرکانس، فیزیک کوانتومی در بررسی‌های جدید نشان می‌دهد مزون‌ها به ذرات کائون و میون تجزیه نمی‌شوند. به عقیده‌ی پژوهشگرها، افزایش توان شتاب‌دهنده‌ی هادرونی بزرگ (LHC) یک نوع جدید ذره را آشکار می‌کند؛ ذره‌ای که علت این ناسازگاری به شمار می‌رود. اگرچه خطای داده‌ای یا تئوری می‌تواند دلیل این ناسازگاری باشد ، LHC به جای کشف یک ذره‌ی جدید،  می‌تواند اثباتی را برای پروژه‌های مختلف در فیزیک جدید ارائه دهد.

مدل استاندارد

مدل استاندارد یک نظریه‌ی بنیادی فیزیک کوانتومی است که به توصیف سه نیرو از چهار نیروی بنیادی می‌پردازد که بر واقعیت فیزیک حاکم هستند. ذرات کوانتومی در دو دسته‌ی اصلی کوارک‌ها و لپتون‌ها ظاهرمی‌شوند. کوارک‌ها در ترکیب‌های مختلف برای ساخت ذراتی مثل پروتون و نوترون به یکدیگر می‌پیوندند. پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها هم ذرات سازنده‌ی اتم‌ها هستند.

اندازه‌گیری‌های اخیر، ناسازگاری‌هایی را نسبت به پیشگویی‌های مدل استاندارد نشان می‌دهند

گروه لپتون شامل نسخه‌های سنگین‌تر الکترون، مثل میون‌ است و کوارک‌ها هم می‌توانند برای تشکیل صدها ذره‌ی ترکیبی دیگر به یکدیگر وصل شوند. دو ذره‌ی مزون‌های کائون و بوتوم ، دلایل این راز کوانتومی هستند. مزون بوتوم (B) به مزون کائون (K) تجزیه می‌شود که با ذره‌ی موئون (mu-) و آنتی موئون (mu+) همراه است.

ناهنجاری

 به گفته‌ی پروفسور اسپنسر کلین، محقق ارشد آزمایشگاه ملی برکلی لاورنس، یک واریانس سیگمای ۲.۵ یا احتمال یک در هشتاد به دست آمده و به این معنی است که در نبود اثرات غیرقابل انتظار، از جمله فیزیک جدید، توزیعی با انحراف بیشتر از حد تصور ۱.۲۵ درصد مواقع رخ خواهد داد.

این یافته نشان می‌دهد فرکانس مزون‌هایی که در تست‌های برخورد پروتون LHC به کوارک‌های عجیب تجزیه می‌شوند، زیر فرکانس قابل پیش‌بینی است. کلین می‌گوید:

تنش اصلی اینجاست که با یک سیگمای ۲.۵ یا انحراف استاندارد از نرخ تجزیه‌ی نرمال، داده‌ها و نظریه زیر سطح استاندارد قرار می‌گیرند یا حتی نشان‌دهنده‌ی چیزی فراتر از مدل استاندارد هستند.

LHC تا کنون به صدها نتیجه رسیده است. از نظر آماری بعضی از نتایج، نوسان‌های سیگما ۲.۵ را نشان می‌دهند. به گفته‌ی کلین فیزیکدان‌ها بر اساس ۱ در ۳۵ میلیون نوسان، قبل از هر اتفاقی باید منتظر سیگما ۵ باشند.

تصویر ۲

این مشاهدات ناهنجار در خلاء وجود ندارند. به‌گفته‌ی دکتر تیونگ یو، یکی از مؤلفان این بررسی و پژوهشگر فیزیک تئوری کالج کایوس و گونویل، دانشگاه کمبریج:

 جنبه‌ی جذاب این دو ذره، هماهنگی آن‌ها با اندازه‌گیری‌های ناهنجاری در فرآیند‌های دیگر مثل مزون‌های B است که در سال‌های اخیر ایجاد شده‌اند . این اندازه‌گیری‌های مستقل، دقت کمتر  اما اهمیت بیشتری داشتند. شانس اندازه‌گیری این جرم‌های مختلف و انحراف آن‌ها از مدل استاندارد به یک روش سازگار، نزدیک به احتمال یک در ۱۶۰۰۰ یا ۴ سیگما است.

توسعه‌ی مدل استاندارد

به جز خطاهای تئوری یا آماری، تیوونگ شک دارد که ناهنجاری‌ها بتوانند وجود ذرات جدید موسوم به لپتوکوارک‌ها یا ذرات زد پرایم را پوشش دهند. در مزون‌های بوتوم، برانگیختگی‌های کوانتومی ذرات جدید ممکن است با فرکانس تجزیه‌ی نرمال در تداخل باشد. محققان در این مطالعه نتیجه می‌گیرند که یک LHC ارتقایافته می‌تواند تأییدی برای وجود ذرات جدید باشد، این ذرات یک به‌روزرسانی عمده را در مدل استاندارد ایجاد خواهند کرد. تیوونگ اظهار می‌کند:

درک بنیادی ما از جهان متحول خواهد شد. این کشف برای فیزیک ذرات به این معنی است که به یک لایه‌ی دیگر از طبیعت دست خواهیم یافت و به سفر اکتشافی خود برای بنیادی‌ترین بلوک‌های سازنده ادامه خواهیم داد. این نتیجه به کشف مفاهیمی در مورد کیهان‌شناسی کمک می‌کند زیرا به تئوری‌های بنیادی ما برای درک جهان وابسته است. تعامل بین کیهان شناسی و فیزیک ذرات در گذشته بسیار ثمربخش بوده است. ممکن است ماده‌ی تاریک هم وابسته به فیزیک جدیدی باشد لپتوکوارک یا زد پرایم در آن تعبیه شده‌اند، در نتیجه می توانیم نشانه‌هایی برای کشف آن پیدا کنیم.

قدرت دانش

تا کنون دانشمندان LHC،  در سطوح بالاتر انرژی، شاهد تکاپوها و ناهنجاری‌هایی در ذرات بوده‌اند. به گفته‌ی تیونگ: 

برای اثبات وجود این ذرات، دانشمندان باید به اثبات نشانه‌های غیر مستقیم بپردازند و این یعنی باید تا جمع‌آوری نتایج آزمایش LHCb در رابطه با تجزیه‌ی B و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر صبر کنند. البته ما یک اثبات مستقل را هم با یک آزمایش دیگر به نام Belle II انجام می‌دهیم که در چند سال آینده به صورت آنلاین در دسترس خواهد بود. در صورتی که اندازه‌گیری تجزیه‌ی B باز هم در تضاد با پیشگویی‌های مدل استاندارد باشد، می‌توانیم مطمئن شویم که چیزی فراتر از مدل استاندارد مسئول این اتفاق است و به‌عنوان توجیه این مسئله به لپتوکوارک‌ها یا زد پرایم اشاره کنیم.

هدف فیزیک‌دان‌ها برای اثبات وجود این ذرات، تولید ذرات در شتاب‌دهنده‌ها و نظارت بر تجزیه‌ی آن‌ها است، این روش مشابه تولید هیگ بوسون‌ها و بوتوم مزون‌ها است. تیوونگ می‌گوید

باید قادر به دیدن لپتوکوارک‌ها یا زد پرایم از برخوردهای LHC باشیم. این که تاکنون نتوانستیم این ذرات عجیب را در LHC ببینیم به این معنی است که ذرات بسیار سنگین هستند و به انرژی بیشتری برای تولید آن‌ها نیاز داریم. این نتیجه همان تخمینی است که در مقاله‌ی خود به دست آوردیم: امکان کشف مستقیم ذرات لپتوکوارک یا زد پرایم در شتاب‌دهنده‌های آینده با انرژی بالاتر.

جهش کوانتومی برای LHC

جست‌وجوی ذرات جدید در LHC بازی انتظار نیست.  احتمال مشاهده‌ی پدیده‌ی جدید وابسته به تعداد ذرات جدید در برخوردها است. به گفته‌ی تیونگ هرچقدر ذرات بیشتری ظاهر شوند، احتمال مشاهده‌ی ذرات در رویدادهای پس‌زمینه‌ی آن برخوردها بالاتر می‌رود. او یافتن ذرات جدید را به جست‌وجوی سوزن در انبار کاه تشبیه می‌کند؛ اگر انبار کاه پر از سوزن باشد یافتن سوزن آسان‌تر می‌شود. نسبت تولید هم به جرم ذره و پیوند ذرات وابسته است: ذرات سنگین‌تر به انرژی بیشتری برای تولید نیاز دارند.

تصویر 3

به همین دلیل تیوونگ و همکاران او آلاناخ و بن گریپیوس ، توسعه‌ی طول حلقه‌ی LHC را پیشنهاد می‌دهند که منجر به کاهش توان مغناطیسی مورد نیاز برای شتاب دادن به ذرات یا جایگذاری آهن‌رباهای فعلی با آهنرباهای قوی‌تر می‌شود.

به گفته‌ی تیوونگ، آزمایشگاه CERN تا اواسط دهه‌ی ۲۰۳۰ با تنظیمات فعلی به راه‌اندازی LHC خواهد پرداخت. سپس آهنرباهای LHC را ارتقا می‌دهند و به این صورت استحکام آن دوبرابر خواهد شد. علاوه بر آهنرباهای قدرتمند، تونل هم از ۲۷ کیلومتر به ۱۰۰ کیلومتر (۱۷ تا ۶۲ مایل) توسعه خواهد یافت. تیوونگ معتقد است که:

 اثر ترکیبی هفت برابر انرژی بیشتری نسبت به LHC خواهد داشت. مقیاس زمانی برای تکمیل این فرآیند حداقل تا دهه‌ی ۲۰۴۰ به طول خواهد انجامید، زیرا پیش‌بینی‌های معنادار برای آن بسیار زود خواهد بود.

اگر ناهنجاری‌های لپتوکوارک یا زدپرایم ثابت شوند، مدل استاندارد نیاز به تغییر خواهد داشت. به گفته‌ی تیونگ این احتمال وجود دارد که تغییر مقیاس‌های انرژی به‌طور مستقیم در دسترس نسل بعدی شتاب‌دهنده‌ها قرار بگیرد و همین نتیجه‌ی تضمینی برای پاسخگویی به سؤال‌ها خواهد بود. با این که ماده‌ی تاریک ربطی به فیزیک لپتوکوارک‌ها یا زدپرایم‌ها ندارد، بهترین کاری که می‌توان انجام داد جست‌وجوی تعداد اندازه‌گیری‌های ناهنجاری در شتاب‌دهنده‌ها، آزمایش‌های کوچکتر فیزیک ذرات، جست‌وجوهای ماده‌ی تاریک یا مشاهدات اخترفیزیکی و کیهان‌شناسی برای پاسخ به این سوال است. سپس می‌توان ارتباطی بین ناهنجاری‌ها ایجاد کرد و این ارتباط بر اساس یک نظریه شکل می‌گیرد.




پیشنهاد میشه بخونید : برای مشاهده جزئیات کامل این خبر «اندازه‌گیری‌های سرن و احتمال وجود یک حالت جدید از فیزیک نوین»اینجا را کلیک کنید. شفاف سازی:خبر فوق در سایت منبع درج شده و صرفا در این سایت بازنشر شده است .چنانچه به خبر فوق اعتراض دارید جهت حذف آن «اینجا» را کلیک کنید.

گزارش تخلف

تمامی مطالب از سایت های مجاز فارسی و ایرانی تهیه و جمع آوری شده است، در صورت وجود هرگونه مشکل از طریق صفحه گزارش تخلف اطلاع دهید.

تبلیغات

جستجو های اخبار روز

اخبار برگزیده

هم اکنون میخوانند ..