آیا مدل استاندارد فیزیک ذرات در نقاط کلیدی نادرست است؟ اخیرا، میزان مشاهدات تجربی که از پیش‌بینی‌های نظریه‌های پذیرفته شده فیزیکی انحراف نشان می‌دهند، افزایش پیدا کرده است. در حال حاضر، پژوهشی که توسط دانشگاه بن (Bonn)انجام شده و اکنون در مجله Physics Letters B منتشر گردیده، شواهد قوی‌تری برای وجود فیزیک جدید ارائه می‌دهد. با دیپ لوک همراه باشید…
مدل استاندارد فیزیک ذرات، اجزای سازنده جهان را توصیف می کند. ما انسان‌ها، دانه‌های ماسه در ساحل، آب اقیانوس که با آن خنک میشویم و خورشیدی که آفتابش را برما می‌تاباند. مدل استاندارد همچنین توضیح می‌دهد که چه نیروهایی بین این اجزای بنیادی عمل می‌کنند و به ما امکان می‌دهد بسیاری از پدیده‌های فیزیکی را درک کنیم. سنگ (Chien-Yeah Seng)، محقق پسادکترای موسسه فیزیک هسته‌ای هلمهولتز (Helmholtz) در دانشگاه بن (Bonn) می‌گوید:
با این حال، سوالاتی نیز وجود دارد که این نظریه نمی‌تواند به آنها پاسخ دهد. برای مثال، بیشتر محققان فرض می‌کنند که ۹۵ درصد جهان از ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل شده است که نمی‌توانیم آنها را به طور مستقیم با ابزارهای اندازه‌گیری خود تشخیص دهیم. اما وجود این اجزای مرموز را نمی‌توان از مدل استاندارد استنباط کرد.
بنابراین بسیاری از محققان فرض می‌کنند که مدل استاندارد، هنوز پاسخ نهایی نیست؛ اما باید کامل شود یا حتی به طور اساسی تغییر کند. تعداد فزاینده‌ای از یافته‌های تجربی نیز به این موضوع اشاره دارند. برای مثال، یافته‌های مربوط به واپاشی ذراتی که به اصطلاح کائون (Kaons) نام دارند. این ذرات جزء پرتوهای کیهانی هستند که از ستارگان و کهکشان‌ها سرچشمه می‌گیرند. آنها ثابت نیستند، اما به طور متوسط پس از چندمیلیاردم ثانیه واپاشی می‌کنند.
اختلاف کوچک بین اندازه‌گیری و نظریه
پارامتری از مدل استاندارد به نام Vus این واپاشی را توصیف می‌کند. مقدار آن را می توان از داده‌های اندازه‌گیری آزمایش‌ها به صورت ریاضی استخراج کرد. با این حال، اگر این کار برای مسیرهای مختلف واپاشی کائون‌ها انجام شود، نتایج متفاوتی برای Vus به دست می‌آید. سنگ (Seng) توضیح می‌دهد:
این می‌تواند نشانه‌ای از فیزیک فراتر از مدل استاندارد باشد.
با این حال کاملاً قطعی نیست. این به این دلیل است که اساساً سه دلیل احتمالی برای این اختلاف نتایج وجود دارد: اول از همه، اندازه‌گیری در آزمایش‌ها ممکن است اشتباه یا بیش از حد نادرست باشد. دوم ، شاید محاسبه واپاشی‌های مربوطه تحت مدل استاندارد فیزیک ، به اندازه کافی دقیق نباشد. سوم، مدل استاندارد در واقع در این مرحله نادرست است. پروفسور اولف ماینر (Ulf Meißner) از موسسه هلمهولتز (Helmholtz) تأکید می‌کند:
اولین توضیح در حال حاضر بعید به نظر می‌رسد. چون اولا، اکنون می‌توان Vus را به صورت تجربی با دقت بیشتر و بیشتر تعیین کرد. دوما، این اندازه گیری‌ها در حال حاضر، بارها تکرار شده‌ا‌ند.
آیا نظریه اشتباه است؟ یا محاسبه خیلی نادرست است؟
با این حال، هنوز مشخص نیست که آیا محاسبات واپاشی در چارچوب مدل استاندارد فیزیک به اندازه کافی برای استخراج Vus دقیق است یا نه. این بدان دلیل است که محاسبه این موارد فقط تا حدودی آن هم با استفاده از ابر‌رایانه‌های فوق‌العاده قدرتمند امکان‌پذیر است. علاوه بر‌این، درحال حاضر حتی سریع‌ترین رایانه‌ها برای دستیابی به دقت محاسباتی بالا، ده‌ها سال مشغول کار خواهند بود. سنگ (Seng) تاکید می‌کند:
ما نیاز به دقت بالایی داریم تا مطمئن شویم که اختلاف بین مقادیر Vus در واقع نشان‌دهنده خطا در مدل استاندارد فیزیک است.
این محقق جوان از مالزی به همراه همکارانش روشی را توسعه داده‌اندکه می‌تواند زمان محاسبه را به میزان قابل توجهی کوتاه کند. او می‌گوید:
برای انجام این کار، ما مشکل (استخراج دقیق Vus) را به بسیاری از مشکلات فرعی ساده‌تر تقسیم کردیم. این امر باعث شد که مقدار Vus واپاشی کائون‌ها، بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر از قبل مشخص شود.
شواهد بیشتری برای فیزیک جدید در دسترس است!
نتایج، نشان‌دهنده اختلاف بین مقادیر Vus است. بنابراین شواهد بیشتری برای فیزیک جدید، فراتر از مدل استاندارد، به وجود آمده است. سنگ (Seng) می‌گوید:
ما هنوز نمی‌توانیم کاملاً مطمئن باشیم. بدین منظور، محاسبات ما باید کمی دقیق‌تر شود. اما اگر نتایج ما تأیید شود، بدون شک یکی از مهمترین یافته‌های فیزیک ذرات در سال‌های اخیر خواهد بود.
گفتگو۲ دیدگاه
از متا فیزیک بنویسید لطفا
حتما در فرصت های بعدی انشاالله