سامان‌گریزی یافت شده در اطلاعات CERN ما را به اکتشافات جدید نزدیک کرده است

کرونوس – فیزیک ذرات، نگرش بسیار جذابی است. نظریه‌ی اصلی آن که «مدل استاندارد» نامیده می‌شود، عالی‌ترین درجه‌ی فهم ما از اجزای سازنده‌ی ذرات بوده و همچنین این نظریه به معرفی چهار نیروی بنیادین می‌پردازد. مدل استاندارد، مورد آزمایش‌های بسیار زیادی قرار گرفته و به دانشمندان اجازه داده ده‌ها سال پیش از این که ابزار توانمندی برای پیدا کردن ذرات وجود داشته باشد، از طریق این قوانین وجود برخی از آن‌ها را پیشبینی کنند.

اما این را هم می‌دانیم که این مدل محدودیت‌هایی دارد. برای مثال، گرانش در این نظریه گنجانده نمی‌شود و این نظریه همچنین شامل توضیحات مناسبی درباره‌ی انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک نیست.

این محدودیت‌ها اهمیت زیادی دارند، اما متأسفانه نمی‌توان آن‌ها را با استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات موجود (همچون LHC) مورد آزمایش قرار داد. اینک پژوهشگران به رهیافت‌های دیگری متوسل شده‌اند و تلاش دارند نشان دهند یکی از پیشبینی‌های مدل استاندارد اشتباه است. آنان در این زمینه نیز پیشرفت چندانی نداشته‌اند ولی یافته‌های جدید آنان را چند بند انگشت به مقصودشان نزدیک‌تر کرده است.

بنا به گزارش European Physical Journal C دانشمندان نوع خاصی از واپاشی مزون‌های زیبا (beauty mesons) را مورد بررسی قرار داده‌اند که از ترکیب دو نوع متفاوت از کوارک‌ها (که در پروتون‌ها و نوترون‌ها هم وجود دارند) تشکیل می‌شوند.

«مزون زیبا» به طرق مختلفی وامی‌پاشد که مدل استاندارد همه‌ی آن موارد را پیشبینی می‌کند. با این حال، آزمایشاتی که روی این واپاشی انجام شده نشان‌دهنده‌ی اندکی سامان‌گریزی (anomaly) از پیشبینی‌های نظریه می‌باشد. این یافته‌ها نشان می‌دهند یا نظریه پیشبینی‌های اشتباهی دارد یا این پیشبینی‌ها به امری ناشناخته اشاره دارند.

یکی از اعضای مؤسسه‌ی فیزیک هسته‌ای دانشگاه زوریخ که در نوشتن این مقاله مشارکت کرده در بیانیه‌ای می‌گوید: «ما مدت زیادی است در LHC به دنبال شکار چیزهایی هستیم که مدل استاندارد توضیحی در مورد آن‌ها نداشته باشد. در حال حاضر جستجوی ما برای یافتن ذرات جدید به طور مستقیم ناکام بوده است. با این‌حال سامان‌گریزی‌های متعددی در اطلاعات مربوط به واپاشی مزون‌های زیبا یافت شده. ما هر روز با در نظر گرفتن فاکتورهای جدیدی در تبیین این واپاشی‌ها توانسته‌ایم این پدیده را بهتر از قبل ببینیم و این واپاشی هر روز جالب و جالب‌تر می‌شود.»

اطلاعات به دست‌آمده آن‌قدری نبود که دانشمندان بتوانند اعلام کشف جدیدی کنند، اما آن‌قدر بوده که باعث توجه روز‌افزون شده است.

برای این که بتوانیم متوجه شویم نتایج ما صرفاً حاوی تعدادی خطا یا موارد اتفاقی نیست مجبوریم آن‌ها را به طور جدی مورد آزمایش قرار دهیم. برای مثال اگر مقادیر پیش‌بینی شده با مقادیر مشاهده شده اختلافی به اندازه‌ی ۳ واحد داشته باشد، می‌گوییم این پیشبینی‌ها «۳ سیگما» هستند. انحراف از معیار مشاهده شده، دقیقاً ۳/۴ سیگما یا به عبارت دیگر با دقتی به اندازه‌ی ۹۹/۹۷ درصد اندازه‌گیری شده. هدف این است که نشان دهیم این سامان‌گریزی ۵ سیگما با دقت ۹۹/۹۹۹۹ درصد بوده است که در این صورت می‌توانیم نشان دهیم این سامان‌گریزی در واقع نوعی ذره یا نیروی جدید است.

دکتر ون‌دایک گفت: «بر اساس محاسبات قبلی، وقتی که مزون وامی‌پاشد، اجزای تشکیل‌دهنده‌اش دیگر با هم وارد واکنش نمی‌شوند.»

محققین امیدوارند طی دو تا سه سال آینده بتوانند دقت اندازه‌گیری‌هایشان را به حدی برسانند که بتوان با استفاده از آن‌ها کشف جدیدی را وعده داد. با کشف یک ذره یا نیروی جدید در مدل استاندارد، نه تنها بینش ما نسبت به این مدل دستخوش دگرگونی‌های بزرگی می‌شود، بلکه دانشمندان مجبور می‌شوند به توضیح ویژگی‌ها و پدیده‌های جدیدی بپردازند. پدیده‌هایی که درک فعلی ما از فیزیک برای توضیحشان اصلاً کافی نیست.

درباره هیأت تحریریه

این مقاله توسط هیأت تحریریه نوشته ویا ویرایش شده است. عضویت در هیأت تحریریه با توجه به «شرایط همکاری با کرونوس» برای عموم آزاد است.

آیا می‌دانستید؟

وقتی گیاهان تحت خطر هستند این‌گونه سیگنال‌های درد ارسال می‌کنند

کرونوس – گیاهان و درختان می‌توانند با هم حرف بزنند، هرچند نه به شکلی که …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *