Anfang dieses Jahres zeigte eine Reihe von Experimenten am Large Hadron Collider (LHC) erstaunliche Ergebnisse – es stellte sich heraus, dass Quarks sich unter dem Einfluss einer unbekannten Kraft in andere Teilchen verwandeln. Mit anderen Worten, die erhaltenen Daten weisen auf die mögliche Existenz einer neuen fundamentalen Naturkraft hin, die die Grundprinzipien des Standardmodells in Frage stellt – der allgemein akzeptierten physikalischen Theorie, die alles beschreibt, was wir über die Materie wissen, aus der die Welt besteht uns. Aber da Wissenschaftler vorsichtige Menschen sind, sprechen Sie vom “Zusammenbruch des Standardmodells”. oder eine neue Naturgewalt früh – mehr Forschung und mehr Beweise sind erforderlich. Und doch inspirierte die Arbeit von Physikern der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), die ein baldiges Ende unseres Physikverständnisses vorhersagt, Wissenschaftler der Universität Cambridge so sehr, dass sie das Vorhandensein einer dauerhaften Anomalie in die Welt der kleinsten Elementarteilchen: Die Naturgewalt, die der Wissenschaft unbekannt ist, wartet wirklich in den Startlöchern, um die Quantengravitation, den Urknall, die Dunkle Materie zu erklären und schließlich eine Theorie von allem zu schaffen.
Neuere Forschungen legen eine neue fundamentale Kraft in der Natur nahe, die, wenn sie nachgewiesen wird, zu einer Revolution in der Natur führen wird moderne Physik
Standardmodell der Teilchenphysik
Seit einigen Jahren wird über das Aufkommen der neuen Physik gesprochen. Tatsächlich sagten Forscher bereits in den 1960er Jahren die Existenz des Higgs-Bosons voraus, aber das Teilchen wurde erst 2012 entdeckt. Jetzt richtet sich die Aufmerksamkeit der Physiker auf die schwer fassbaren und instabilen Teilchen, die als B-Meson bezeichnet werden.
B-Mesonen sind instabile gepaarte Quarks, die sich zusammen bewegen und schnell zerfallen. Wie das Standardmodell der Teilchenphysik nahelegt, sind die Bausteine der Materie sechs Arten von Leptonen und sechs Arten (manchmal auch als Flavours bezeichnet) von Quarks. Zusammen werden diese Teilchen Fermionen genannt. Am CERN am LHC wird immer mehr an Teilchenphysik geforscht.
B-Mesonen sind schwer fassbare und instabile Paarquarks, die sich zusammen bewegen und schnell zerfallen.
Der Large Hadron Collider am CERN ermöglicht Physikern die Untersuchung der Wechselwirkungen von Elementarteilchen < /p>
CERN-Physiker sind im Wesentlichen damit beschäftigt, & # 187; Elementarteilchen und ihre Kollision miteinander am Large Hadron Collider. Diese Experimente enthüllen bisher unbekannte Eigenschaften von Neutronen, Protonen und Elektronen.
Einigen Studien zufolge werden Physiker in den nächsten Jahren endlich in der Lage sein, das Vorhandensein einer neuen Naturgewalt zu bestätigen. Ich möchte Sie auch daran erinnern, dass der Large Hadron Collider 100 Kilometer lang ist und der Durchmesser dieses riesigen Teilchenbeschleunigers 25 km überschreitet.
Wir haben hier ausführlicher darüber gesprochen, welche Art von Experimenten es Wissenschaftlern ermöglicht hat, auf das Vorhandensein eines unbekannten Faktors bei der Wechselwirkung von Elementarteilchen zu schließen. Ich empfehle, es zu lesen.
Beweise für & # 171; neue Physik & # 187;
Die vorliegenden Daten haben die Forscher also dazu veranlasst, die Existenz einer bisher unbekannten Kraft zu beurteilen, die sich auf die Art und Weise, wie Quarks in andere Partikel verwandeln . Die Arbeit von Wissenschaftlern aus Cambridge ist tatsächlich eine Fortsetzung einer früheren Studie von Physikern des CERN, die im März letzten Jahres veröffentlicht wurde – Physiker konnten unerwartetes Verhalten einiger hübscher b-Quarks entdecken.
Das Standardmodell besagt, dass dieses Quark-Aroma beim Zerfall in die gleiche Anzahl von Elektronen und Myonen zerfallen sollte. Das LHCb-Experiment ergab jedoch, dass dieser Prozess mehr Elektronen als Myonen produziert .
Neue Physik zeichnet sich am Horizont ab
Es stellte sich heraus, dass der Myonenzerfall nur bei 85% der Elektronenzerfallsfrequenz stattfindet. Die Forscher stellen fest, dass das Ergebnis wahrscheinlich kein Zufall ist.
Für Wissenschaftler bedeuten diese Ergebnisse, dass das noch unentdeckte Teilchen, das sie als Leptoquark bezeichneten, vermutlich den Zerfallsprozess stört und zur Produktion dieser zusätzlichen Elektronen beiträgt, die – falls bestätigt – wird zum Zusammenbruch des Standardmodells führen.
Weitere Informationen: Das Universum kann eine fünfte Dimension haben
Diese schönen Quarks
Aber zurück zu unseren Widdern, also Quarks. Messungen von Physikern des Cavendish Laboratory der Universität Cambridge zeigten ähnliche Ergebnisse. Im Zuge der Arbeit untersuchten Physiker zwei neue Quark-Zerfälle – jene, die in der Arbeit von Forschern des CERN verwendet wurden. Das Team erzielte das gleiche Ergebnis, jedoch mit einigen Unterschieden beim Zerfall von Myonen.
Wie die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit erklären, ist eine der besten Möglichkeiten, um nach neuen Teilchen und Kräften zu suchen, die Untersuchung von b- Quarks – exotische Cousins von Up- und Down-Quarks, die den Kern jedes Atoms bilden.
Zuvor hatten Physiker vom CERN die Entdeckung eines neuen Teilchentyps bekannt gegeben – Tetraquarks
Obwohl b-Quarks von Natur aus nicht in großer Zahl existieren, kann der Large Hadron Collider jedes Jahr Milliarden von ihnen produzieren, die alle von einem speziell entwickelten Detektor namens LHCb aufgezeichnet werden. Auf den Zerfall von b-Quarks kann eine unbekannte Naturkraft oder ein Teilchen Einfluss nehmen. Und beide Experimente stellen das Standardmodell in Frage.
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In den nächsten ein bis zwei Jahren sollten wir viel über die Grundgesetze lernen des Universums
Die Tatsache, dass wir den gleichen Effekt wie unsere Kollegen im März beobachtet haben, erhöht sicherlich die Wahrscheinlichkeit, dass wir tatsächlich kurz davor stehen, etwas Neues zu entdecken & # 187; – bemerkt einer von Harrys Forschern Cliff.
Obwohl die Ergebnisse, über die wir in diesem Artikel gesprochen haben, nicht endgültig sind, liefern beide wissenschaftlichen Arbeiten weitere Beweise dafür, dass es eine grundlegende Kraft der Natur gibt, die uns unbekannt ist das Universum. Oder ein Teilchen. Und es wartet darauf, dass wir es öffnen.