Sallanan müonların keşfi, fizikte bir devrimi ateşlemeyi vaat ediyor, ancak kesin olarak bilmek için daha fazla sonuca ihtiyaç var.
En büyük parçacık fiziği deneylerinden birinin arkasındaki bilim adamları, sallanan küçük bir parçacığın doğanın beşinci kuvvetini ortaya çıkarmak üzere olabileceğini söylüyor.
Chicago yakınlarındaki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı veya Fermilab'daki fizikçiler, atom altı bir parçacık olan müonun olması gerekenden çok daha fazla sallandığına dair daha fazla kanıt buldular ve bunun, bilinmeyen bir gücün onu itmesi nedeniyle olduğunu düşünüyorlar.
Sonuçlar, 2021'de yapılan önceki bir deneye dayanıyor , ancak deneysel belirsizliğin iki kat azaltıldığı dört kat veri üretti. Bulgular doğruysa ve bu ölçümler etrafındaki teorik tartışmalar aşılabilirse, bunlar fizikte atom altı parçacıkları açıklayan baskın teorinin katılaştığı 50 yıldır görülmemiş türden bir atılımı temsil ediyor.
Başka bir deyişle, müonun -manyetik momenti olarak bilinen- küçük yalpalaması, bilimin temellerini sarsma potansiyeline sahiptir.
Fermilab'da Muon g-2 olarak bilinen deney üzerinde çalışan kıdemli bir bilim adamı olan Brendan Casey yaptığı açıklamada , "Gerçekten yeni bir alanı araştırıyoruz" dedi . "Muon manyetik momentini daha önce hiç görülmemiş bir hassasiyetle belirliyoruz."
Bazen "yağ elektronları" olarak adlandırılan müonlar, elektronlara benzerler ancak 200 kat daha ağırdırlar ve radyoaktif olarak kararsızdırlar - saniyenin yalnızca milyonda biri içinde elektronlara ve nötrino olarak bilinen küçük, hayaletimsi, yüksüz parçacıklara bozunurlar . Müonların ayrıca, küçük mıknatıslarmış gibi davranmalarını sağlayan ve manyetik alan içindeyken mini jiroskoplar gibi sallanmalarına neden olan spin adı verilen bir özelliği vardır .
Müonun yalpalamasını araştırmak için, Fermilab'daki fizikçiler parçacıkları neredeyse ışık hızında - göreli zaman genişlemesi nedeniyle müonların kısa süresini uzatan bir hız olan - 450 derece Fahrenheit (eksi 268 santigrat derece) süper iletken manyetik halka etrafında uçurdular. ömürleri yaklaşık 3.000 kat fazladır.
Fizikçiler, müonların 15 metre çapındaki (15 metre) halka etrafında binlerce tur atarken nasıl sallandıklarına bakarak, müonun olması gerekenden çok daha fazla sallandığını öne süren veriler derlediler.
Bilim adamlarına göre açıklama, Standart Model tarafından henüz açıklanmayan bir şeyin varlığıdır - 1970'lerin ortalarından beri değişmeden kalan tüm atom altı parçacıkları açıklayan denklemler dizisi.
Bu gizemli şey, tamamen bilinmeyen bir doğa kuvveti olabilir (bilinen dördü yerçekimi , elektromanyetik ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetlerdir). Alternatif olarak, bilinmeyen egzotik bir parçacık veya yeni bir boyutun kanıtı veya uzay-zamanın keşfedilmemiş bir yönü olabilir.
Ancak fizikçilerin verileri, hangi şekilde dilimlerlerse ayırsınlar, bilinmeyen bir şeyin halkanın içindeki müonları dürtüp çekiştirdiğini gösteriyor.
Bununla birlikte, tam onay biraz daha uzun sürecektir. Mümkün olduğunca emin olmak için, fizikçiler g-2 deneyinin 2018-2023 çalışması sırasında toplanan tüm verileri kullanacaklar: Mevcut sonuç yalnızca 2019 ve 2020 verilerini alıyor. İkinci olarak, Standart'tan teorik tahminler beklemeleri gerekecek .
Şu anda Standart Model altında müonun yalpalamasının ne olması gerektiğini hesaplamak için iki teorik yöntem var. Bu iki yöntem çelişkili tahminler üretir. 2021 g-2 deney bulgularıyla aynı hafta yayınlanan bir tanesi de dahil olmak üzere bu hesaplamalardan bazıları , müonun manyetik momentinin teorik belirsizliğine çok daha büyük bir değer veriyor ve bu da, deneyin fiziği alt üst eden önemini ortadan kaldırmakla tehdit ediyor.
Rusya, Novosibirsk'teki CMD-3 hızlandırıcısından alınan verileri kullanan başka bir deney de müonların normal sınırlar içinde yalpaladığını buluyor gibi görünüyor, ancak deney, ters bir sonuca işaret eden önceki bir hızlandırıcı çalışmasıyla doğrudan çelişiyor .
Fermilab araştırmacıları, 2025'te hazır olmasını bekledikleri tam sonuçların net bir okuma verecek kadar kesin olabileceğini umuyorlar.
0 Yorumlar