Standardmodellen fortjener et par mere nobelpræmier • Igor Ivanov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Fysik, første april

Standardmodellen fortjener nogle få Nobelpriser.

Fig. 1. Fysikere, der samlet på et specielt seminar på CERN, bifaldede hilsen åbningen af ​​Higgs boson. Hvem ved, hvor denne opdagelse vil lede fysikere. Billede fra www2.macleans.ca

Standardmodellen skræmmer naturligvis fysikerne med deres vitalitet. Alle forsøg på at finde afvigelser fra den, herunder de seneste data om Higgs boson, bringer kun negative resultater. Det er muligt, at årsagen til dette fænomen ligger så dybt, at Nobeludvalget skal tildele flere priser for standardmodellen på én gang.

Den moderne teori om verden af ​​elementære partikler – den såkaldte standardmodel – begynder at skræmme fysikere virkelig. Det blev opfundet for et halvt århundrede siden, i midten af ​​60'erne, og syntes først at være en ganske kunstig ophobning af partikler og interaktioner. Det har en hel del frie parametre, det giver ikke svar på mange spørgsmål, og Higgs bosonen, der var forudsagt for længe siden, ønskede ikke at forekomme i et eksperiment i lang tid. Generelt set for mange årtier så alt ud som om fysikere skulle skubbe lidt mere – og noget nyt ville erstatte den stygge standardmodelen langt mere sammenhængende og enkel teori, der vil forklare de gamle gåder og forudsige nye effekter.

Og fysikere "stung." De øgede acceleratorernes energi, bygget overfølsomme detektorer, studerede mere og mere subtile egenskaber ved kendte partikler – og hver gang syntes det, at New Physics var ved at blive opdaget!

År er gået. Årtier er gået. Fra tid til anden var der endda meddelelser om observation af virkninger, der ikke passer ind i standardmodelens rammer (fra de seneste: multi-muon-begivenheder på Tevatron, superluminale neutrinoer i OPERA, top quark asymmetri, mørke stofpartikler angiveligt registreret af DAMA / LIBRA detektoren). Men ulejligheden er, at hver gang uregelmæssigheden blev løst. Derefter afslører en mere omhyggelig undersøgelse af processen en uklar fejl, det er ikke muligt at reproducere dette resultat på en anden detektor, det viser sig, at de teoretiske beregninger ikke var helt korrekte. Sagen har længe taget en seriøs tur. Fysikere søger målrettet efter de mindste afvigelser fra standardmodellen, bygger specielle acceleratorer til dette, tildeler store tilskud, skaber specielle laboratorier, holder til sidst hundreder af konferencer, udgiver titusinder af artikler,dedikeret til søgen efter ny fysik! Og på trods af en sådan voldelig aktivitet – giver standardmodellen ikke ind.

Måske var det endelige slag for fysikere CMS-resultaterne på Higgs bosons egenskaber, som dukkede op for to uger siden. Inden for dem håbede fysikere virkelig, at Higgs boson opdagede sidste år var ustandard. Årsagen til dette desperate håb var sandsynligheden for dens forfald i to fotoner, hvilket var næsten dobbelt så stort som hvad standardmodellen forudsiger. Nye CMS-data slog dette håb i smedere – Higgs boson viste sig at være den mest uortodokse.

Det begyndte endda at slå af en slags mystik. Tænk på det: i 2011-data ser begge detektorer på collideren (ATLAS og CMS) et usædvanligt nedfald i to fotoner i dataene i første halvdel af 2012 – det er stadig ikke-standard, men i slutningen af ​​året synes Higgs boson at være "muterende" standardfunktioner. Hvad sker der? Er dette et spil chance, eller er det første gang vi står over for noget fundamentalt nyt?

I 2007 udtrykte den store danske fysiker Holger Nielsen en ikke-standardiseret ide: Higgs-feltet på grund af sin isolation kunne påvirke fra fremtiden til fortiden. Han formulerede en matematisk teori, hvor en sådan effekt er mulig og endog lavet en forudsigelse – Higgs bosonen vil IKKE åbnes ved LHC, fordi Higgs boson med hvert forsøg på at åbne det vil påvirke fortiden og føre til en sammenbrud af collideren.

Nu ved vi, at bosonen er åben, så denne forudsigelse fungerede ikke. Men vi er også vidne til den fantastiske vitalitet i standardmodellen med vores egne øjne – hver gang de forsøger at afvise det ved forsøg, er der noget, der er fundet, og tilbagekaldelsen bliver gradvist løst. Hvis vi vejer alle fordele og ulemper, så vil den mest naturlige forklaring være Universets indflydelse på de menneskelige forsøg på at gå ud over standardmodellen. Men det er præcis, hvad Arkady og Boris Strugatsky forudsagde i deres roman "En milliard år før verdens ende"! (Denne bog skal tilsyneladende nu blive en desktop guide til alle fysikere, der studerer elementære partikler.)

Hvad skal man gøre i denne sarte situation? Sandsynligvis er det fornuftigt at forsøge at "appease" universet, for eksempel at aflevere en til en nobelpræmier for standardmodellets enestående vitalitet.Først skal alle forskere, der arbejdede på standardmodellen, modtage disse priser. Glashow, Salam og Weinberg har allerede modtaget Nobel-79 for sin oprettelse, men det ville ikke være ude af sted at give dem prisen igen som forankring af materialet. Derefter kan du give en separat pris til hver af forfatterne af Higgs-mekanismen (ved grundlæggende løsning af problemet, hvilken af ​​de fem videnskabsmænd der skal give det til) samt deltagere i de eksperimenter, der opdagede Higgs bosonen. Og selvfølgelig er det umuligt at ignorere Nielsen, der viste sig for at være en så skarp naturforsker.

Det er muligt, at det i dette scenarie er, at elementær partikelfysik vil udvikle sig i de kommende år. Måske vil universet efter et dusin eller to Nobelpræmier for den unkillable og unsinkable Standard Model endelig give op og give fysikere mulighed for at se den nye fysik i det mindste ude af hjørnet af deres øjne.

kilder:
1) Holger B. Nielsen, Masao Ninomiya. Søg efter effekter af indflydelse fra fremtiden i Large Hadron Collider // Int. J. Mod. Phys. A23, 919 (2008); arXiv: 0707.1919.
2) CMS-samarbejde. Opdaterede målinger af bosonen ved 125 GeV i de to foton-forfaldskanaler // preprint CMS-PAS-HIG-13-001 (2013).

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: