یک ناهنجاری «بسیار هیجان‌انگیز» که در آزمایش اصلی کشف شد، می‌تواند خبر بزرگی برای فیزیک باشد

یک ناهنجاری «بسیار هیجان‌انگیز» که در آزمایش اصلی کشف شد، می‌تواند خبر بزرگی برای فیزیک باشد

یک شکاف عجیب بین پیش‌بینی‌های نظری و نتایج تجربی در یک پروژه تحقیقاتی بزرگ نوترینو می‌تواند نشانه‌ای از نوترینوی «استریل» گریزان باشد – ذره‌ای که آنقدر آرام است که تنها با سکوتی که پس از خود بر جای می‌گذارد می‌توان آن را تشخیص داد.

 

این اولین بار نیست که این ناهنجاری دیده شده است که به داده های تجربی قبلی اشاره می کند که به چیزی عجیب در دنیای تحقیقات نوترینو اشاره می کند. این بار، در آزمایش باکسان در مورد انتقال استریل (BEST) شناسایی شده است.

شواهد روشنی از نوترینوی عقیم فرضی می‌تواند برای فیزیکدانان نامزدی محکم برای عرضه مرموز جهان از ماده تاریک. از سوی دیگر، همه اینها به سادگی می تواند به یک مشکل در مدل های مورد استفاده برای توصیف رفتارهای عجیب و غریب مدرسه قدیمی منجر شود نوترینوها.

که همچنین می‌تواند لحظه‌ای مهم در تاریخ فیزیک باشد.

“نتایج بسیار هیجان‌انگیز هستند،” می گوید فیزیکدان آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، استیو الیوت.

“این قطعاً ناهنجاری ما را تایید می کند.” در آزمایش‌های قبلی دیده شده است. اما معنی این امر واضح نیست. اکنون نتایج متناقضی در مورد نوترینوهای عقیم وجود دارد. اگر نتایج نشان دهد که فیزیک هسته‌ای یا اتمی بنیادی اشتباه درک شده باشد، این نیز بسیار جالب خواهد بود.”

علیرغم رتبه بندی در میان فراوان ترین ذرات جهان، گرفتن نوترینوها بسیار دشوار است. هنگامی که شما به سختی جرمی دارید، بدون بار الکتریکی، و حضور خود را فقط از طریق نیروی هسته ای ضعیف اعلام می کنید، به راحتی می توانید بدون مانع از میان متراکم ترین مواد عبور کنید.

 

حرکت شبح مانند نوترینو تنها ویژگی جالب آن نیست. موج کوانتومی هر ذره در طول زیپ تغییر شکل می‌دهد، و بین «طعم‌های» مشخصه‌ای نوسان می‌کند که همزادهای ذره‌ای با بار منفی آن‌ها – الکترون، میون، و تاو را بازتاب می‌دهند.

مطالعاتی در مورد نوسانات نوترینوها در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس ایالات متحده در دهه ۱۹۹۰ متوجه شکاف هایی در زمان بندی شد. از این تلنگر که فضایی را برای طعم چهارم باقی می‌گذارد، طعمی که در میدان ضعیف هسته‌ای به اندازه موجی نمی‌شود.

در سکوت، طعم استریل نوترینو تنها نمایان می‌شود. با یک مکث کوتاه در تعاملاتش.

BEST از منابع نوترینوی کیهانی در زیر یک مایل سنگ در کوه‌های قفقاز روسیه محافظت می‌شود. این دارای یک مخزن دو محفظه ای از گالیم مایع است که با صبر و حوصله نوترینوهای فوران شده از هسته کروم تابیده شده را جمع آوری می کند.

پس از اندازه گیری میزان گالیمی که در هر مخزن به ایزوتوپ ژرمانیوم تبدیل شده بود، محققان می توانند کار کنند. به عقب برای تعیین تعداد برخورد مستقیم با نوترینوها در حالی که نوترینوها از طریق طعم الکترونی خود در نوسان بودند.

مشابه با “ناهنجاری گالیوم” خود در آزمایش لوس آلاموس، محققان یک پنجم تا یک چهارم ژرمانیوم کمتر از حد انتظار محاسبه کردند. اشاره به کسری در تعداد مورد انتظار الکترون نوترینوها.

 

این به این معنی نیست که با قاطعیت بگوییم که نوترینوها برای مدت کوتاهی طعمی استریل به خود گرفته بودند. بسیاری از جستجوهای دیگر برای ذره کوچک رنگ پریده با دست خالی انجام می شود این احتمال را باز کنید که مدل‌های مورد استفاده برای پیش‌بینی تحولات تا حدی گمراه‌کننده باشند.

این خود چیز بدی نیست. اصلاحات در چارچوب اصلی فیزیک هسته‌ای می‌تواند پیامدهای مهمی داشته باشد و به طور بالقوه شکاف‌هایی را در مدل استاندارد که می تواند به توضیح برخی از اسرار بزرگ باقیمانده علم منجر شود.

اگر این واقعاً نشانه نوترینوی استریل باشد، ممکن است در نهایت شواهدی مبنی بر وجود ماده ای در جهان داشته باشیم. مقادیر بسیار زیاد، اما تنها یک گودال گرانشی در تار و پود فضا ایجاد می کند.

این که آیا این مجموع ماده تاریک باشد یا صرفاً تکه ای از پازل آن، به آزمایشات بیشتر بر روی ارواح ترین ذرات ارواح بستگی دارد.

این تحقیق در Physics Review Letters منتشر شده است. و بازبینی فیزیکی C.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.