03.11.2008

Indicii experimentale pentru o nouă fizică

Săptămâna trecută, fizicienii ce lucrează la Tevatron au anunţat că au descoperit o nouă particulă ce nu poate fi explicată de modelul standard. Să fie aceasta o indicaţie a noii fizici pe care acceleratorul LHC trebuie să o descopere?


Categorie: Fizica
Autor: Cristian Presură



În ultimul timp, atenţia publicului larg a fost atrasă de către acceleratorul de particule Large Hadron Collider (LHC). Iată insă că predecesorul său, acceleratorul de particule american Tevatron, oferă indicii despre o nouă fizică. Acceleratorul de particule Tevatron este localizat la Fermilab, în Illinois (Statele Unite) şi el monitorizează coliziunile care au loc între protoni şi antiprotoni. Aici, protonii sunt acceleraţi până la energii de 1TeV, faţă de noul accelerator LHC, care va genera energii de şapte ori mai mari (1eV este energia obţinută de un electron dacă ar fi accelerat la o tensiune de 1 Volt).

În particular, cercetătorii americani au studiat dezintegrarea cuarcului "bottom" în diverse particule, printre care şi mouni (o rudă a electronului, dar de masă mai mare). Spre surprinderea cercetătorilor, o parte dintre muoni au fost creaţi la o distanţă destul de mare de zona de coliziune şi anume la mai mult de 1 centimetru.

Crearea muonilor la o distanţă mare faţă de zona de coliziune a protonilor se poate explica uşor, dacă se presupune că, în urma reacţiei, a fost creată o particulă necunoscută. Aceasta a circulat apoi 1,5 centimetri, după care s-a dezintegrat în muoni. Problema este ca cercetătorii nu au putut identifica, printre particulele cunoscute, nici una care să se potrivească experimentului respectiv.

Tinad cont de distanţa parcursă şi presupunând că particulă se deplasează cu o viteză apropiată de viteza luminii, se poate calcula direct că timpul de viaţă al particulei ar trebui să fie de câteva zeci de picosecunde. De obicei însă, particulele create au un timp de viaţă mult mai scurt, spun cercetătorii. Distanţe mai mari de 1 centimetru pe care acestea se deplasează înainte de a se dezintegra sunt deci destul de neobişnuite. Trebuie spus că cercetătorii au obţinut, în urma experimentului şi muoni care au fost creeati mult mai aproape de zona de impact. Aceşti muoni pot fi explicaţi de modelul standard. Muonii care au fost creaţi însă la distanţe mai mari de 1 centimentru nu pot fi explicaţi de teoria standard.

Cu toate că cercetătorii aşteaptă ca datele să fie confirmate experimental de alte laboratoare, teoreticienii s-au lansat deja în câteva supoziţii. Printre aceştia, un grup de la Institutul de Studii Avansate din Pricenton (Statele Unite) a făcut deja publica o teorie a materiei întunecate. Aici particulele ce formează materia întunecată interacţionează între ele printr-o nouă forţă a naturii, care este purtată de un bozon cu o masă de repaus în jur de 1GeV. Cum masa noii particule posibil descoperite este de acelaşi ordin de mărime, propunerea este că ea reprezintă exact bozonul ce mediază forţa dintre particulele ce formează materia întunecată.

Daca este aşa, rămâne de văzut. Oricum, se pare că noile rezultate sunt deja parţial controversate. Astfel, o parte din cercetătorii participanţi la experiment şi-au retras numele de pe articolul original, deoarece ei sunt de parere ca muonii observaţi la distanţe de peste 1 centimentru nu ar fi de fapt muoni, ci alte particule... Aceste experimente pot fi insă testate direct la acceleratorul LHC, cu rezultate mult mai conclusive.

[www.stiinta.info]   Sursa originală: NewScientist

Comentarii

  • December 21, 2009, 11:26 pm - MVU

    "Collider Detector at Fermilab (CDF) este unul din cele doua detectoare de particule (alaturi de DZero) ale acceleratorului de particule Tevatron de la laboratorul american de fizica particulelor Fermilab, de langa Chicago, SUA. Acceleratorul produce si accelereaza pana la energii de 1 TeV (1 terra electron volt) protoni si antiprotoni. Protonii (materie) si antiprotonii (antimaterie) au mase egale, dar sarcini electrice opuse. Acestia au energia de repaus (energia masei) un pic sub 1 GeV. Prin urmare, acestia sunt accelerati la energii de aproape o mie de ori mai mari decat dacar ar fi in repaus, pana la viteze mai mari de 99.99% din viteza luminii. Un fascicul de protoni contine aproximativ 100 miliarde de protoni, iar unul de antiprotoni aproximativ 10 miliarde (este mai dificil sa se produca si sa se acumuleze antimateria, caci are tendinta de a se anihila cu materia).
    Au loc aproximativ 2 milioane de coliziuni de fascicule pe secunda, iar la fiecare coliziune interactioaza in medie doar cate una-doua perechi de protoni si antiprotoni. Cum un proton este format din trei cuarci plus gluoni care tin cuarcii impreuna (iar un antiproton ndin trei anticuarci plus gluoni), de fapt la o ciocnire proton-antiproton are loc la nivel elementar o interactie intre un cuarc si un anticuarc, sau intre o pereche de gluoni. Aceasta interactiune elementare duce la crearea de noi particule subatomice care nu pot fi produse decat la aceste energii mari, iar aceste particule se dezintegreaza rapid, rezultand alte particule care apoi traverseaza diferitele subdetectoare care formeaza CDF, in fiecare lasand depuneri de energie. Prin acestea, cercetatorii pot reconstrui apoi traiectoriile acestor particule si deduce despre ce particula e vorba, ce impuls si ce energie are."
    Multe dintre microparticule sunt "iluzii" asa-zis informationale (+/-) transmise prin reteaua universala (forta a cincea), avand si putere de interactionare a receptorilor. Daca "jerbele" au manifestari liniare, vor reda rezultate informationale; daca jerbele au linii curbe (ce se inchid, de tip "melc"), arata miscarea corpusculilor/componentelor din particulele urmarite, daca acestea sunt particule compuse; in cazul electronului, pozitronului (pozitronul adus in faza de manifestare a materiei, in mod artificial), daca apar acele linii curbe (linii ce sunt particule vizualizate, in timp, in miscare, reactionand fata de fortele/campurile dominante si manifestandu-si componenta de torsiune/spin), ele pot fi particule inactive pana atunci, din spatiul inconjurator, activate datorita energiilor mari degajate [exista in atmosfera terestra o multitudine de particule primare, neincadrate temporar in structuri, ce se mai denumesc si materie eterica; vantul solar este si el raspunzator de improspatarea acestora, iar miscarea lor este conditionata de campul magnetic terestru si de “obstacolele” intalnite (feng shui); de asemenea, omul poate primi aceasta materie eterica prin partea de jos a corpului si din stanga, iar eliminarea particulelor necorespunzatoare se va face pe partea dreapta…]. Aceste particule primare (electoni liberi, quarkuri…) pot fi aduse, in alte cazuri, din afara (fazei vibratorii a) planului material [energiile mari create vor “stimula” materia experimentata si, artificial, o poate duce spre interactionare cu astfel de particule]. Nici din camera de vidare nu pot fi scoase in totalitate aceste particule, decat cele ce adera la procese, structuri; in acceleratoare, vor fi, cu siguranta. …Aceasta, daca nu cumva s-a mers pe o EROARE continua de interpretare a CONJUNCTURILOR ENERGETICE din timpul coliziunilor: nu se intalnesc, numai, o particula cu o alta particula sau antiparticula, ci, se intalnesc, un fascicul, cu un alt fascicul si trebuie considerat tot "mediul" inconjurator al procesului!!! Iar daca la proton-antiproton ar mai fi de acceptat chiar si "ciocnirea" [nu e o ciocnire clasica, ci o fortare de conjunctura realizata de "vecinatati", in cele din urma, actionand polaritatile "+/-" de manifestare ale particulelor in discutie; polaritatile "+/-" ale retelelor primare sunt cate 6, cu raport 1/2 sau 2/1, adica, +4/-2 sau -4/+2 si in rotatie permanenta de spin], la retelele primare ale electronului si pozitronului (pozitron devenit material in conditiile accelerarii), este mai greu de crezut ca vor degaja componente !!! Ar mai fi si varianta satelizarii reciproce a unor componente de particule. Deci, conjuncturile energetice (fondul energetic) in care se desfasoara procesele dau "legea" si regulile. O greseala asemanatoare au mai facut fizicienii clasici, cand au eliminat, prin interpretarea incorecta a experimentelor, existenta ETERULUI (FORTA A CINCEA)!!!


  • November 9, 2008, 3:04 am - Adi

    A aparut la Hotnews articolul pe aceasta tema, bazat pe explicatiile mele. Clarifica care este procesul publicarii unui rezultat stiintific in fizica particulelor.

    http://www.hotnews.ro/stiri-esential-5096050-particula-misterioasa-cum-are-loc-descoperire-stiintifica.htm


  • November 4, 2008, 8:34 pm - Adi

    Iata si articolul amplu pe care Nature il dedica acestui subiect.
    http://www.nature.com/news/2008/081103/full/news.2008.1203.html


  • November 4, 2008, 8:33 pm - Adi

    Iata un articol forte bine scris pe Physorg despre aceasta publicatie de la CDF.
    http://www.physorg.com/news145029766.html
    De asemenea, de mentionat ca sapte fizicieni de la CDF au trimis spre publicare un articol care prezice un mod in care ar putea fi produs acel semnal ce poate este dat de o fizica noua.


  • November 4, 2008, 11:43 am - Adi

    Iulian, ridici o buna intrebare. Aceasta este metoda stiintifica. Este nevoie pe de o parte ca aceeasi cercetatori sa isi verifice experimentul (cu mai multe date, cu o intelegere mai buna a detectorului si o estimare mai buna a incertitudinilor de masurare), iar pe de alta parte este ideal daca si alte experimente confirma aceasta observatie. De asemenea, articolul a fost trimis spre publicare, adica inca nu a fost revizuit de alti oameni de stiinta independenti de colaborarea CDF. Acest proce se numeste "peer-review" si este la baza publicarii stiintifice. Publicarea nu este asadar doar o printare, ci este o recunoastere publica a faptului ca articolul (si implicit analiza) au fost revizuite de experti independenti din acel domeniu si il gasesc corect.

    Pana atunci (procesul de publicare poate lua si jumatate de an in fizica particulelor, tocmai de aceea cercetatorii pun articolul si online pe ArXive, pentru a putea fi folosit de colegi imediat), trebuie sa fim sceptici, in sensul sa nu ne punem viata la bataie. Insa Modelul Standard "ghicim" deja ca e incomplet, explica toate experimentele de pana acum, dar mai are hibe. Mai devreme sau mai tarziu, se vor descoperi lucruri noi, dincolo de Modelul Standard, ceea ce s-ar numi "new physics".


  • November 4, 2008, 6:02 am - A.Enache

    Cristi , este o palida incercare.In stadiul actual inca nu s-a conturat principiul corect.Mai asteptam.


  • November 4, 2008, 1:53 am - cristi

    A.Enache, am vazut ca te intereseaza extensiile teoriei relativitatii... In "the trouble with physics" am gasit una care mi-a placut. Zice ca o dimensiune Planck ramane invarianta la transformarile Lorentz! Si de aceea si viteza luminii ar varia la aceste dimensiuni, deci la inceputul Universului... Dar n-am cautat inca ecuatiile...


  • November 4, 2008, 1:32 am - A.Enache

    Am spus cu ceva timp in urma ca rezultatele obtinute in astfel de experimente se pot explica doar daca stim extensia Relativitatii Restranse.Pana la urmatoarea evolutie a aparatului teoretic in acest sens,se va bate pasul pe loc si vom asista la ipoteze lipsite de consistenta fizica.


  • November 4, 2008, 1:17 am - cristi

    Stirea se pare ca e "hot" in comunitatea celor ce lucreaza in particule elementare... Atat Adi cat si Lucian (ambii doctoranzi in particule) auzisera despre povestea asta... Si tot amandoi s-au uitat pe articolul original la analiza, si spun ca, intr-adevar, analiza este destul de complexa si s-ar putea sa avem de-a face cu un artifact... De unde si ultimul paragraf, care nu e in articolul original...


  • November 3, 2008, 11:09 pm - Iulian

    Cristi, te rog tine-ne la curent cu povestea acestei observatii si a experimentelor ce vor urma, si pe noi cei ce nu urmarim in mod constant stirile din fizica. Este ceva obisnuit in marile laboratoare ca astfel de observatii sa apara din cand in cand pentru ca apoi sa fie dovedite ca artefacte, sau asta-i o observatie cu adevarat extraordinara, asa cum imi pare mie?

    Foarte interesanta stire si se potriveste ca o manusa acestui site.


Adauga un comentariu

Adauga un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Introdu codul:
Numele dumneavoastra:
Comentariu. Atentie, salveaza textul inainte de a-l trimite, ca o precautiune... Poti selecta tot comentariul cu CTRL-A si copia cu CTRL-C: