چرا جهان وجود دارد؟ نقض سی پی یا فیزیک جدید؟

4

یکی از بزرگترین رازهای کیهان شناسی، علت وجود جهان کنونی است که در واقع می توان آن را دقیق تر هم پرسید: چرا ماده نسبت به پادماده بیشتر است؟ پاسخ به این سوال در گروی پذیرش نقض سی پی یا فیزیک جدید است، موضوعی که در مقاله ی تازه ای، مورد بحث قرار گرفته است. با دیپ لوک همراه باشید…

در فیزیک ذرات بنیادی، تقارن سی پی یا CP، (که c نشان دهنده ی کلمه ی Charge یا بار و P نشان دهنده ی Parity یا پاریته است) می گوید: اگر یک ذره با پادذره اش (تقارن C)، عوض شده و مختصات فضایی آن، برعکس شود  (مانند آینه ، تقارن P)، قوانین فیزیک در مورد آن تغییر نمی کند. اما پس از مدتی ثابت شد، این فرض در طبیعت، نقض می شود: نقض سی پی معنای دقیقا برعکس دارد: یعنی قوانین فیزیک در صورت انجام دو شرط بالا، تغییر می کنند. کشف نقض سی پی در سال ۱۹۶۴ در واپاشی کائون های خنثی، جایزه ی نوبل در سال ۱۹۸۰ را برای جیمز کرونین و وال فیچ به ارمغان آورد! این کشف آنقدر برای جامعه ی فیزیک، غیرقابل هضم بود که ولفگانگ پائولی را مجبور به گفتن جمله ی زیر کرد:

خداوند باید یک اشتباه کرده‌باشد

در طول چند سال گذشته، چندین آزمایش مرتبط با نوترینو، ما را به سوی نقض سی پی لپتونی رهنمون کرده اند. نقض سی پی توضیح می دهد که چرا جهان کنونی ما وجود دارد و در واقع چرا جهان از ماده و نه پادماده ساخته شده است. عدم تقارن ماده-پادماده (یا بیشتر بودن ماده نسبت به پادماده)، موضوعی است که تاکنون هیچ نظریه ی فیزیکی نتوانسته به طور کامل آن را توضیح دهد و در واقع، هنوز یکی از بزرگترین مسائل حل نشده ی کیهان شناسی است.

حالا و در مقاله ی جدیدی که در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده، فیزیکدانان، پیشنهاد کردند که همان آزمایش هایی که برای نقض سی پی استفاده شده اند، می توانند برای حفظ آن هم به کار روند! هر دو احتمال، یعنی نقض سی پی یا فیزیک جدید(حفظ سی پی)، اثر بسیار مهمی بر درک بزرگترین رازهای کیهان شناسی خواهند گذاشت. در حال حاضر، یکی از مهم ترین مسائل، جستجوی فیزیک جدید یا فیزیک ماورای مدل استاندارد است. دانشمندان می دانند که مدل استاندارد، یک مدل ناکامل است، اما نمی دانند که دقیقا چطور آن را بهبود ببخشند. در این میان، فیزیک جدید می تواند چندین پدیده را که مدل استاندارد از توجیه آنها عاجز است، توضیح دهد، مثلا مسئله ی عدم تقارن ماده-پادماده، ماده ی تاریک، انرژی تاریک و گرانش.

دانشمندان در این پژوهش ثابت کردند، تعیین اینکه کدامیک از آزمایش های راهنمای اخیر، نقض سی پی یا فیزیک جدید را نشان می دهند، بسیار چالش برانگیز است. هدف اصلی این مقاله، تعیین یک شانس برای هریک از این دو احتمال (نقض سی پی یا حفظ سی پی) بود. شبیه سازی و آنالیزهای فیزیکدانان نشان داد که هر دو نقض سی پی و فیزیک جدید، با شانس یکسانی از آزمایش های اخیر نتیجه گرفته می شوند.

خبر خوب و امیدوارکننده این است که احتمالا آزمایش های آینده و جدید، قادر به حل این مسئله خواهند بود. یک راه ممکن برای بررسی این مسئله، مقایسه ی این دو امکان با دو آزمایش متفاوت DUNE در فرمی لب و T2HK در ژاپن است. در واقع، دانشمندان در این مقاله، نوعی از فیزیک جدید را فرض کرده اند که خودش را از طریق مقدار فاصله ی طی شده توسط نوترینو ها نشان می دهد، به این معنا که هر چه، فاصله ی بیشتری پیموده شود، فیزیک جدید، شانس بیشتری برای رخ دادن خواهد داشت. در این صورت، در آزمایش DUNE، نوترینوها مجبورند حدود ۱۳۰۰ کیلومتر در زمین بپیمایند، در حالیکه برای آزمایش T2HK، تنها باید ۳۰۰ کیلومتر طی کنند. هر دو آزمایش باید استانداردسازی شده و به دقت بسیار بالا انجام شوند تا نتایج بدست آمده، قابل اعتماد باشند.

دانلود مقاله ی اصلی به صورت PDF

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

گفتگو۴ دیدگاه

  1. سلام . قبلا مقاله ای را گذاشتید مبنی بر اینکه آیا فیزیک کوانتوم وجود خدا را اثبات میکند . این مقاله را هرجی سرچ میکنم نیست میخواستم ببینم آیا حذفش کردید؟؟؟؟؟؟

    • ناهید سادات ریاحی

      نه دوست عزیز، حذف برای چی!؟ توی صفحه اصلی سایت و در باکس پربحث ترین مطالب هست.

  2. عجب مقاله جالبی بود..پسندیدم..من همیشه فک میکردم وجود و بعدا کشف ذره ی بوزون هیگز توجیه کافی برای بیشتر بودن ماده از پادمادست…حالا باید برم دوباره کتابای فیزیک ذراتو بخونم. باعث شدین دیپلوکو بوکمارک کنم.

ارسال نظر


*