גיר עוד ניצחון עבור הדגם הסטנדרטי, התיאוריה המצליחה להפליא המתארת כיצד כל חלקיקי היסוד הידועים מתקיימים ביניהם.
הפיזיקאים ביצעו את המדידה המדויקת ביותר עד כה, עד כמה חזק הכוח החלש - אחד מארבעת הכוחות הבסיסיים של הטבע - פועל על הפרוטון.
התוצאות, שפורסמו היום (9 במאי) בכתב העת "Nature", הן בדיוק מה שחזה הדגם הסטנדרט, והפכו מכה נוספת למאמציהם של הפיזיקאים למצוא קינקים בתאוריה ולגלות פיסיקה חדשה שיכולה להסביר מהם חומר אפל ואנרגיה אפלה. .
למרות הניצחונות שלה, המודל הסטנדרטי אינו שלם. זה לא מסביר חומר אפל ואנרגיה אפלה, שביחד עשויים להוות יותר מ- 95 אחוז מהיקום ובכל זאת מעולם לא נצפו ישירות. התיאוריה גם לא משלבת כוח משיכה או מסבירה מדוע היקום מכיל יותר חומר מאשר אנטי-חומר.
בדיקת הדגם הסטנדרטי
דרך אחת לעבר תיאוריה שלמה יותר היא לבדוק את מה שאומר המודל הסטנדרטי על הכוח החלש, האחראי להתפרקות רדיואקטיבית, מה שמאפשר את התגובות הגרעיניות שמאירות את השמש זורחת ומניעות תחנות כוח גרעיניות. חוזק האינטראקציות של הכוח החלש תלוי במטען החלש שנקרא חלקיק, בדיוק כמו שהכוח האלקטרומגנטי תלוי במטען חשמלי וכוח המשיכה תלוי במסה.
גרג סמית ', פיזיקאי במתקן המאיץ הלאומי ג'פרסון בווירג'יניה ומנהל הפרויקט לניסוי חלש Q, אמר "רק קיווינו שזו דרך אחת למצוא סדק במודל הסטנדרט."
החוקרים פוצצו קרני אלקטרונים בבריכת פרוטונים. ספינים של האלקטרונים היו מקבילים או אנטי-מקבילים לקורה. לאחר התנגשות עם הפרוטונים, האלקטרונים יתפזרו, בעיקר בגלל אינטראקציות הכרוכות בכוח האלקטרומגנטי. אבל לכל 10,000 או 100,000 פיזור, אמר סמית ', זה קרה דרך הכוח החלש.
שלא כמו הכוח האלקטרומגנטי, הכוח החלש אינו מציית לסימטריה של המראה, או לזוגיות, כפי שקוראים לזה פיזיקאים. לכן, כאשר מתקיימים יחסי גומלין באמצעות הכוח האלקטרומגנטי, אלקטרון מתפזר באותה צורה ללא קשר לכיוון הסיבוב שלו. אך כאשר מתקיימים יחסי גומלין באמצעות הכוח החלש, ההסתברות שהאלקטרון יתפזר תלויה במידה כה רבה בשאלה אם הסיבוב הוא מקביל או אנטי-מקביל, יחסית לכיוון בו האלקטרון נע.
בניסוי, הקורה התחלפה בין ירי אלקטרונים בספינים מקבילים ואנטי מקבילים כאלף פעמים בשנייה. החוקרים מצאו כי ההבדל בהסתברות הפיזור היה 226.5 חלקים למיליארד בלבד, עם דיוק של 9.3 חלקים למיליארד. זה שווה לגלות ששני הר אוורסטים זהים אחרת זה מזה בגובהם בעובי של מטבע דולר - בדיוק עד לרוחב שיער אדם.
"זו האסימטריה הקטנה והמדויקת ביותר שנמדדה אי פעם בפיזור אלקטרונים מקוטבים מפרוטונים", אמר פיטר בלונדן, פיזיקאי מאוניברסיטת מניטובה בקנדה שלא היה מעורב במחקר. המדידה, הוסיף, היא הישג מרשים. בנוסף, זה מראה שבחיפוש אחר פיסיקה חדשה, ניסויים אלה יחסית בעלי אנרגיה נמוכה יכולים להתחרות במאיצי חלקיקים חזקים כמו ה- Big Hadron Collider ליד ג'נבה, אמר בלונדן.
למרות שהמטען החלש של הפרוטון התברר שזה פחות או יותר מה שהמודל הסטנדרט אמר שיהיה, כל התקווה לא הולכת לאיבוד למציאת פיסיקה חדשה ביום מן הימים. התוצאות רק מגבילות את האופן בו יכולה להיראות הפיזיקה החדשה. לדוגמה, אמר סמית ', הם שוללים תופעות הכרוכות באינטראקציות אלקטרוניות-פרוטון המתרחשות באנרגיות מתחת ל -3.5 וולט טרקטרונים.
עם זאת, היה זה הרבה יותר מרגש אילו היו מוצאים משהו חדש, אמר סמית '.
"התאכזבתי", הוא אמר ל- Live Science. "קיוויתי לסטייה כלשהי, לאיזה אות. אבל אנשים אחרים הקלו על כך שלא היינו רחוקים ממה שחזה הדגם הרגיל."
