Jelölje meg a Standard Model újabb győzelmét, a rendkívül sikeres elméletet, amely leírja az összes ismert alapvető részecske kölcsönhatását.
A fizikusok mindazonáltal a legpontosabb mérést végezték el, hogy a gyenge erő - a természet négy alapvető erejének egyike - milyen erősen hat a protonra.
Az eredmények, amelyeket ma (május 9.) a Nature folyóiratban tettek közzé, pontosan azok, amelyeket a standard modell jósolt, és újabb csapást jelentenek a fizikusok arra irányuló erőfeszítéseire, hogy kincseket találjanak az elméletben és fedezzenek fel új fizikát, amely megmagyarázza, mi a sötét anyag és a sötét energia. .
Diadalja ellenére a standard modell hiányos. Nem magyarázza a sötét anyagot és a sötét energiát, amelyek együttesen az univerzum több mint 95% -át tehetik ki, és amelyeket még soha nem figyeltek meg közvetlenül. Az elmélet sem foglalja magában a gravitációt, vagy nem magyarázza meg, hogy az univerzum miért tartalmaz több anyagot, mint az antianyagot.
A standard modell tesztelése
A teljesebb elmélet felé haladva meg lehet vizsgálni, amit a standard modell mond a radioaktív bomlásért felelős gyenge erőről, lehetővé téve a nukleáris reakciókat, amelyek folyamatosan sütik a napot és hajtják az atomerőműveket. A gyenge erő kölcsönhatásainak erőssége függ a részecske úgynevezett gyenge töltésétől, ugyanúgy, mint az elektromágneses erő függ az elektromos töltéstől és a gravitáció a tömegtől.
"Reméljük, hogy ez az egyik út a repedés felfedezéséhez a standard modellben" - mondta Greg Smith, a virginiai Jefferson Nemzeti Gyorsítószervezet fizikusa és a Q-silp kísérlet projektmenedzsere.
A kutatók az elektronnyalábot felrobbantották egy protonmedencénél. Az elektronok centrifugái párhuzamosak vagy anti-párhuzamosak voltak a sugárral. A protonokkal való ütközéskor az elektronok szétszóródnak, főleg az elektromágneses erőt érintő kölcsönhatások miatt. De 10 000 vagy 100 000 szóródáshoz - mondta Smith - az egyik a gyenge erőn keresztül történt.
Az elektromágneses erővel ellentétben a gyenge erő nem engedelmeskedik a tükör szimmetriájának vagy paritásának, amint azt a fizikusok hívják. Tehát, amikor az elektromágneses erő hatására kölcsönhatásba lép, egy elektron ugyanúgy szóródik, függetlenül a centrifugál irányától. Ha a gyenge erőn keresztül kölcsönhatásba lép, akkor az elektron szétszóródásának valószínűsége soha nem függ attól, hogy a spin párhuzamos vagy párhuzamos-e az elektron haladási irányához képest.
A kísérletben a sugarat másodpercenként körülbelül 1000-szer párhuzamos és anti-párhuzamos centrifugálásokkal váltatták el az égető elektronok között. A kutatók azt találták, hogy a szóródás valószínűségének különbsége mindössze 226,5 rész / milliárd pontosság volt, 9,3 milliárd rész-pontossággal. Ez megegyezik azzal a megállapítással, hogy két egyébként azonos Mount Everests magassága különbözik egymástól egy dollárérme vastagságától - pontossággal az emberi haj szélességénél.
"Ez a legkisebb és legpontosabb aszimmetria, amelyet valaha mértünk a protonokból származó polarizált elektronok szórásakor" - mondta Peter Blunden, a kanadai Manitoba Egyetem fizikusa, aki nem vett részt a vizsgálatban. A mérés - tette hozzá - lenyűgöző eredmény. Ráadásul azt mutatja, hogy az új fizika vadászatában ezek a viszonylag alacsony energiájú kísérletek versenyezhetnek olyan erőteljes részecskegyorsítókkal, mint például a genfi melletti Nagy Hadron Összeütköző - mondta Blunden.
Annak ellenére, hogy a proton gyenge töltése nagyjából kiderült, amit a szokásos modell szerint állítanának, minden remény nem veszíti el az új fizika megtalálását. Az eredmények csak korlátozzák az új fizika kinézetét. Például Smith elmondta, hogy kizárják az elektron-proton kölcsönhatásokkal járó jelenségeket, amelyek a 3,5 teraelektron volt alatt vannak.
Ennek ellenére sokkal izgalmasabb lett volna, ha találtak valami újat - mondta Smith.
"Csalódott voltam" - mondta a Live Science-nek. "Reméltem valamilyen eltérést, valamilyen jelet. De mások megkönnyebbültek, hogy nem vagyunk messze attól, amit a standard modell jósolt."
