Η νέα Φυσική που μιλούν οι επιστήμονες αφορούν το Μιόνιο και την απόκλιση που προκαλεί…

Τα πρώτα αποτελέσματα του πειράματος Muon g-2 που διεξάγεται στο εργαστήριο Fermi National Accelerator του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, αποκάλυψαν ότι τα θεμελιώδη σωματίδια που ονομάζονται μιόνια, συμπεριφέρονται με τρόπο διαφορετικό από αυτόν που προβλέπει η επικρατούσα θεωρία που ονομάζεται «Καθιερωμένο Πρότυπο» (Standard Model), της Φυσικής των Σωματιδίων. Αυτό το αποτέλεσμα-ορόσημο, που δημοσιεύθηκε σήμερα, 7 Απριλίου, στο «Physical Review Letters», επιβεβαιώνει μια απόκλιση που «ταλαιπωρεί» τους ερευνητές εδώ και δεκαετίες.

Σε αυτό το πείραμα, τα μιόνια λειτουργούν ως ένα «παράθυρο» στον κόσμο των υποατομικών σωματιδίων και θα μπορούσαν να αλληλεπιδρούν με άλλα σωματίδια ή δυνάμεις που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη.

Την τελευταία φορά που πραγματοποιήθηκε αυτή η εξαιρετικά ακριβής μέτρηση στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, απέκλινε από το «Καθιερωμένο Πρότυπο» (SM) κατά 3.7σ. Μετά από περισσότερα από πέντε χρόνια εργασίας για την ανοικοδόμηση του πειράματος Brookhaven στο Fermilab και την ανάλυση των πρώτων δεδομένων του, η ανώμαλη μαγνητική ροπή του muon μετρήθηκε στα 116 592 040 (54) × 10-11. Το αποτέλεσμα συμφωνεί με τη μέτρηση του Brookhaven και είναι κατά 3,3σ μεγαλύτερη από την πρόβλεψη του καθιερωμένου προτύπου (116 591 810 (43) × 10-11). Σε συνδυασμό με το αποτέλεσμα του Brookhaven, η παγκόσμια μέση τιμή για την ανώμαλη μαγνητική ροπή του μιονίου είναι 116 592 061 (41) × 10-11, και αντιπροσωπεύει μια απόκλιση 4,2σ από το SM.

«Είναι μια εξαιρετική μέρα που περιμέναμε εδώ και καιρό, όχι μόνο εμείς αλλά και ολόκληρη η διεθνής κοινότητα της Φυσικής», λέει ο Γκρατσιάνο Βεναντζόνι του Εθνικoύ Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής στην Πίζα της Ιταλίας, ο οποίος είναι συν-εκπρόσωπος της συνεργασίας Fermilab muon g-2. «Οι νέοι ερευνητές μας, με το ταλέντο, τις ιδέες και τον ενθουσιασμό τους, μας επέτρεψαν να επιτύχουμε αυτό το απίστευτο αποτέλεσμα».

«Αυτό το πείραμα μοιάζει λίγο με μια ιστορία ντετέκτιβ», δήλωσε ο Ντέιβιντ Χέρτζογκ, καθηγητής φυσικής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον και μέλος της ομάδας του πειράματος. «Αναλύσαμε δεδομένα από την διαδρομή του Muon g-2 στο Fermilab και ανακαλύψαμε ότι το καθιερωμένο πρότυπο δεν μπορεί να εξηγήσει από μόνο του τι βρήκαμε. Ίσως χρειαστεί κάτι άλλο, πέρα από αυτό το πρότυπο», πρόσθεσε.

Μαγνητικές μετρήσεις

Το πείραμα Muon g – 2 μετρά τη μαγνητική ροπή του μιονίου μετακινώντας τα σωματίδια σε κύκλο διαμέτρου 15 μέτρων. Ένας ισχυρός μαγνήτης κρατά τα μιόνια στην κυκλική τους τροχιά και ταυτόχρονα κάνει τον μαγνητικό άξονα Βορρά-Νότου να περιστρέφεται. Όσο ισχυρότερη είναι η μαγνητική ροπή των σωματιδίων, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο άξονας. «Αυτό που μετράμε είναι ο ρυθμός με τον οποίο το μιόνιο περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο», εξηγεί στο Nature ο Λι Ρόμπερτς, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης στη Μασαχουσέτη, ο οποίος εργάζεται στο έργο αυτό από το 1989.

Η απόκλιση από τις θεωρητικές εκτιμήσεις του αρχικού πειράματος ήταν ελάχιστη, αλλά αρκετά μεγάλη ώστε να προκαλέσει προβληματισμό στους επιστήμονες. Σύμφωνα με την κβαντική φυσική, στοιχειώδη σωματίδια όπως το μιόνιο και το ηλεκτρόνιο, έχουν μαγνητική ροπή ισοδύναμη με 2. Ωστόσο, ένας πιο ακριβής υπολογισμός αποκαλύπτει μια απόκλιση από αυτήν την τέλεια τιμή, η οποία προκαλείται από το γεγονός ότι ένας κενός χώρος δεν είναι ποτέ πραγματικά άδειος.

Ο χώρος γύρω από ένα μιόνιο είναι γεμάτος με όλα τα είδη «εικονικών σωματιδίων», εφήμερες εκδόσεις δηλαδή, πραγματικών σωματιδίων που εμφανίζονται και εξαφανίζονται συνεχώς αλλάζοντας το μαγνητικό πεδίο του μιονίου.

Όσο περισσότεροι τύποι σωματιδίων υπάρχουν, τόσο οι εικονικές εκδόσεις τους επηρεάζουν τη μαγνητική ροπή. Αυτό σημαίνει ότι μια μέτρηση υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε να αποκαλύψει έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξη άγνωστων σωματιδίων.

Η προκύπτουσα μαγνητική ροπή διαφέρει μόνο λίγο από το 2 και αυτή η μικρή απόκλιση εκφράζεται ως g – 2. Στο Brookhaven, οι φυσικοί διαπίστωσαν ότι η τιμή του παράγοντα g – 2 ήταν 0,0023318319. Εκείνη την εποχή, αυτή η τιμή ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη από τις εκτιμήσεις των θεωρητικών. Η ακρίβεια της μέτρησης δεν ήταν αρκετά υψηλή για να σιγουρευτούν οι επιστήμονες ότι η απόκλιση ήταν πραγματική, αλλά ήταν αρκετά μεγάλη για να προκαλέσει ενθουσιασμό στην επιστημονική κοινότητα.

Τα αποτελέσματα ήρθαν επίσης σε μια εποχή που το πεδίο φαινόταν έτοιμο για νέες ανακαλύψεις. Το Large Hadron Collider (LHC) ήταν υπό κατασκευή στα σύνορα ανάμεσα στην Ελβετία και τη Γαλλία και οι θεωρητικοί πίστευαν ότι εκεί θα ανακάλυπταν δεκάδες νέα σωματίδια. Ωστόσο, εκτός από την ιστορική ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012, το LHC δεν βρήκε άλλα στοιχειώδη σωματίδια.

Ωστόσο, το LHC δεν έχει αποκλείσει όλες τις πιθανές εξηγήσεις για την απόκλιση. Ο θεωρητικός φυσικός Ντόμινικ Στόκινγκερ στο Πανεπιστήμιο της Δρέσδης στη Γερμανία, εκτιμά ότι δεν υπάρχει μόνο ένας τύπος μποζονίου Higgs, αλλά τουλάχιστον δύο.

Μια νέα θεωρία

Στο πείραμα του Brookhaven, η τιμή για τη μαγνητική ροπή του μιονίου έπρεπε να συγκριθεί με θεωρητικές προβλέψεις οι οποίες περιείχαν σχετικά μεγάλες αβεβαιότητες. Όμως, ενώ η πειραματική μέτρηση του g – 2 δεν έχει αλλάξει εδώ και 15 χρόνια, η θεωρία έχει εξελιχθεί. Πέρυσι, μια μεγάλη συνεργασία υπό την προεδρία της Αϊντα Ελ-Καντρά, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόι, συγκέντρωσε αρκετές ομάδες ερευνητών – καθεμία από τις οποίες ειδικεύεται σε έναν τύπο εικονικού σωματιδίου – και δημοσίευσε μια «συναινετική» τιμή για τη βασική σταθερά. Ωστόσο, η απόκλιση μεταξύ θεωρητικών και πειραματικών τιμών δεν μειώθηκε.

Την ίδια χρονιά, μια ομάδα που ονομάζεται «Συνεργασία Βουδαπέστης-Μασσαλίας-Βούπερταλ» έκανε μια προδημοσίευση στην οποία πρότεινε μια θεωρητική τιμή για τον παράγοντα g – 2 η οποία είναι πιο κοντά στην πειραματική. Η ομάδα επικεντρώθηκε σε μια ιδιαίτερα επίμονη πηγή αβεβαιότητας στη θεωρία αυτή, προερχόμενη από εικονικές εκδόσεις γλουόνων, τα σωματίδια που μεταδίδουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Εάν τα αποτελέσματά τους είναι σωστά, το χάσμα μεταξύ θεωρίας και πειράματος μπορεί να αποδειχθεί ανύπαρκτο.

[signoff]

 

Πηγή

Εσείς πάντως μην ξεχάσετε να γραφτείτε στις ειδοποιήσεις μας , ώστε να ενημερωθείτε πρώτοι για τις πιο HOT προσφορές της ημέρας  και ακόμη περισσότερες  στο κανάλι μου στο Telegram και κάντε Like & Share την σελίδα μας στο Facebook.

Θα χαρώ να βοηθήσω και να απαντήσω απορίες σας. Θα με βρείτε στο Messenger ως Unpackman Review. Αφήστε μου ένα σχόλιο στο βίντεο ή στείλετε μου ένα email στο unpackmanreview@gmail.com. Κάντε SUBSCRIBE και πατήστε την ειδοποίηση () στο κανάλι μου.

Unpackman

 

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

Leave a reply

εισάγετε το σχόλιό σας!
παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας εδώ

ΠΡΟΣΦΑΤΑ ΑΡΘΡΑ

Απλά “ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ”… Για PC, Laptop, Κινητά… Ίσως το ΙΔΑΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟ! Στα 65€ ΚΟΜΠΛΕ… ORICO 10-in-1 M.2 Docking Station (Βίντεο)

Είναι από τα πράγματα που δεν τα υπολογίζεις αν δεν τα έχεις, αλλά αναρωτιέσαι πως μπορούσες χωρίς αυτά μόλις τα αποκτήσεις! Ίσως το ΙΔΑΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟ...

Κίνα: Έρχεται drone-μύγα! (ΒΙΝΤΕΟ)

Η Κίνα δημιούργησε ένα νέο drone που έχει το μέγεθος μιας μύγας ή κουνουπιού και το μικροσκοπικό του μέγεθος το καθιστά σχεδόν αδύνατο να...

Παιδιά και οθόνες το καλοκαίρι: 3 πρακτικές λύσεις για όλους τους γονείς!

Η Google επεκτείνει τη λειτουργία Android Parental Controls (Γονικοί Έλεγχοι Android) σε όλες τις συσκευές που αναβαθμίζονται στο Android 17. Η λειτουργία αυτή, που...

Έχουμε περισσότερες πληφοροφίες για την οθόνη του OnePlus 16 και θα τα σπάει!

Ο Digital Chat Station ξαναχτυπά και σήμερα μας έδωσε από τον λογαριασμό του στο Weibo, πληροφορίες για την οθόνη του OnePlus 16. Από ότι...

Νέα κάμερα δείχνει τον κόσμο όπως τον βλέπουν τα ζώα

Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από το George Mason University ανέπτυξε ένα σύστημα κάμερας που καταγράφει κινούμενες εικόνες με τον τρόπο που τις αντιλαμβάνονται...

ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΠΡΟΣΦΟΡΕΣ

Απλά “ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ”… Για PC, Laptop, Κινητά… Ίσως το ΙΔΑΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟ! Στα 65€ ΚΟΜΠΛΕ… ORICO 10-in-1 M.2 Docking Station (Βίντεο)

Είναι από τα πράγματα που δεν τα υπολογίζεις αν δεν τα έχεις, αλλά αναρωτιέσαι πως μπορούσες χωρίς αυτά μόλις τα αποκτήσεις! Ίσως το ΙΔΑΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟ...

Δοκιμάζω το πιο ΑΚΡΙΒΟ Αδιάβροχο Mousepad του Skroutz (Razer Strider Chroma XXL)

Γιατί να πας σε κάτι τέτοιο;;; Δεν υπάρχει γιατί!!!! Διότι το ΚΑΛΥΤΕΡΟ για τον ΚΑΘΕΝΑΝ μας είναι αυτό που του κάνει καλύτερα την δουλειά του! Για...

Allpowers Solax SE100: Σε Τιμή ΧΩΜΑ… To “Καλύτερο” Επώνυμο με 100W Ηλιακό Panel στα 89€ ΚΟΜΠΛΕ και “ΔΕΣ ΤΑ ΟΛΑ” (βίντεο)

Εκμεταλλεύσου το Εκπτωτικό Event της Allpowers μαζί με 10% επιπλέον έκπτωση (με τον εκπτωτικό μου κωδικό) και ΧΤΥΠΑ στις καλύτερες τιμές EVER όποιο Powerstation...

Είναι Amazon Best Seller!? Από ΕΛΛΑΔΑ… Με 4 ενσωματωμένα καλώδια φόρτισης και 10000mah. Θα το λατρέψεις! Στα 23€ ΚΟΜΠΛΕ Charmast W1148

Σίγουρα είναι από τα πιο απαραίτητα πράγματα που πρέπει να έχεις μαζί σου. Προσωπικά λατρεύω τέτοια power banks με ενσωματωμένα καλώδια γιατί πραγματικά μου λύνουν...

Η “ΚΑΛΥΤΕΡΗ”… Με 2πλο Μοτέρ Ασύρματη Με 22 PSI, Τρόμπα Sup και άλλων… για Φούσκωμα και ξεφούσκωμα Χωρίς ΚΟΠΟ! Στα 58€ από Ευρώπη

Ξέρω πως έχεις βγάλει την "μπέμπελη" και σου έχουν φύγει τα χέρια και τα πνευμόνια κάτω από το λιοπύρι για να φουσκώνεις και να...