Om naturen av Universum i sig, mycket är okänt. Det är den inneboende nyfikenhet på människor, vilket leder till sökandet efter svaren på dessa frågor, och flyttar vetenskapen framåt. Vi har redan en otrolig mängd kunskap, och framgången för våra två ledande teorier — quantum field theory beskriver Standard-modellen och den Allmänna relativitetsteorin, som beskriver gravitation — visar bara hur långt vi har kommit i förståelse av verkligheten själv.
Många människor är pessimistisk om vår nuvarande försök och framtida planer för att lösa den stora kosmiska mysterier som förbryllar oss idag. Våra bästa hypoteser för ny fysik, inklusive supersymmetri, extra dimensioner, Technicolor, strängteori, och andra inte kan få någon experimentell bekräftelse så långt. Men detta betyder inte att fysik är i kris. Detta innebär att allt är precis som det ska vara: fysik är att berätta sanningen om Universum. Nästa steg kommer att berätta för oss hur bra vi lyssnade.
Största mysterierna i Universum
För ett sekel sedan den stora frågor som vi kunde ställa ingår och den kritiska existentiella mysterier, till exempel:
- Vad är den allra minsta beståndsdelar?
- Är våra teorier om naturens krafter är verkligen grundläggande, eller behöver du få en bättre förståelse?
- Hur stort är universum?
- Vårt universum har alltid funnits, eller verkade vid någon tidpunkt i det förflutna?
- Hur stjärnorna Lysa?
På den tiden dessa pussel har ockuperat sinnen av de största män. Många ansåg även att de kan användas för att hitta svar. I synnerhet de krävde en bifogad fil så det verkar som om de enorma resurser som erbjöds var bara att nöja sig med vad vi visste på den tiden, och att använda denna kunskap för utveckling av samhället.
Naturligtvis, vi inte göra så. Att investera i samhället är oerhört viktig, men det är också viktigt att expandera gränserna för det kända. Tack vare nya upptäckter och metoder för forskning, vi skulle kunna få följande svar:
- Atomer består av subatomära partiklar, av vilka många är uppdelad i ännu mindre beståndsdelar, nu vet vi hela standardmodellen.
- Vår klassiska teori och ersattes av quantum att förena de fyra naturkrafterna: stark kärnkraft, elektromagnetisk, svag kärnkraft och tyngdkraften.
- Det observerbara universum sträcker sig 46.1 miljarder ljusår i alla riktningar, det observerbara universum kan vara mycket större, eller oändlig.
- Det tog cirka 13,8 miljarder år efter den händelse som kallas Big Bang, som gav upphov till det kända Universum. Det föregicks av en inflationistisk epok av obestämd varaktighet.
- Stjärnorna Lysa tack vare fysik, nukleär fusion, svarvning ämne till energi enligt Einsteins formel E = mc2.
Och ändå, det fördjupade bara den vetenskapliga mysterier som omger oss. Med allt som vi vet om de grundläggande partiklar, vi är övertygade om att i Universum måste det finnas många andra saker som ännu är okända för oss. Vi kan inte förklara den uppenbara närvaron av mörk materia, förstår mörk energi och inte vet varför universum expanderar på det sättet och inte något annat.
Vi vet inte varför partiklar har samma massa, vilket har; varför är Universum fylld med materia och inte antimateria, varför neutriner har massa. Vi vet inte om protonen är stabil, kommer att falla sönder om han någonsin är, och om gravitation är en genomgripande kraft i naturen. Och även om vi vet att Big Bang var föregås av inflationen, vi vet inte om det var början av inflation eller om det var för evigt.
Kan människor lösa dessa pussel? Kan göra experiment som vi kan göra med användning av modern eller framtida teknik, för att kasta ljus på dessa grundläggande pussel?
Svaret på den första frågan, kanske, vi vet inte vilka hemligheter som naturen håller tills utsikt. Svaret på den andra frågan är definitivt “Ja”. Även om varje teori som vi någonsin led på frågan om vad som är utanför gränserna till den kända Standard-modellen och den Allmänna relativitetsteorin är 100% fel, det finns en enorm mängd av information som kan erhållas genom att utföra experiment som vi planerar att lansera i nästa generation. Inte för att bygga alla dessa inställningar skulle vara en stor dårskap, även om att bekräfta de värsta scenario är att partikelfysik var rädd för många år.
När du hör om partikel accelerator, har du förmodligen föreställa sig alla dessa nya upptäckter som väntar oss vid höga energier. Löftet om nya partiklar, nya krafter, nya interaktioner, eller helt nya sektorer av fysik är vad jag vill pogruzit teoretiker, även om experiment ploshay och inte hålla dessa löften.
Det finns en bra anledning: de flesta av de idéer som du kan tänka på i fysik har redan varit antingen avskaffas eller kraftigt begränsade data som vi redan har. Om du vill öppna en ny partikel fältet interaktion eller fenomen, du behöver inte förutsätta något som är oförenliga med vad vi redan vet. Naturligtvis kan vi göra antaganden som senare visar sig vara felaktiga, men de uppgifter som i sig måste vara i överenskommelse med någon ny teori.
Det är därför de största ansträngningarna i fysik är inte nya teorier och nya idéer och experiment som kommer att tillåta oss att lämna vad har vi redan undersökt. Naturligtvis, upptäckten av Higgsbosonen kan leda till hypen, men hur starkt Higgs är förknippade med en Z-boson? Vad är alla dessa anslutningar mellan dessa två och andra partiklar i standardmodellen? Hur lätt är det att skapa? Och efter inrättandet av om ömsesidigt förfall, som kommer att skilja sig från standard förfall av Higgs plus standard Z-boson?
Det finns metoder som kan användas för att studera detta: att skapa ett elektron-positron kolliderar med exakta massa av Higgs-och Z-boson. I stället för en några tiotals eller hundratals händelser som ger upphov till Higgs-och Z-boson, som inte TANKEN, kommer du att kunna skapa tusentals, hundratusentals eller miljontals.
Naturligtvis, allmänheten och mer spännande att upptäckten av nya partiklar, än något annat, men inte varje experiment syftar till att skapa nya partiklar, och det är inte nödvändigt. Vissa är utformade för att utforska den redan känd materia och utforska i detalj dess egenskaper. Stora elektron-positron Collider, föregångaren av TANKEN och inte hittat några nya fundamentala partiklar. Som ett experiment, DESY, som drivit elektroner med protoner. Och den relativistiska heavy ion Lhc också.
Och detta var väntat; syftet med dessa tre colliders har varit olika. Det var avsett att undersöka frågan, som existerar, med en noggrannhet utan motstycke.
Det är inte som dessa experiment bekräftade Standard modellen, men allt de hittade var konsekvent med bara standardmodellen. De har skapat en ny sammansatta partiklar, och uppmätta sambanden mellan dem. Upptäcktes förhållandet av förfall och förgreningar, liksom de subtila skillnaderna mellan materia och antimateria. Vissa partiklar som inte beter sig som speglade deras motsvarigheter. Den andra typen av trasiga tid återföring symmetri. Det var dock upptäckt att andra är blandade med varandra, att skapa bundna Stater, som vi aldrig visste fanns.
Syftet med den nästa stora vetenskapliga experiment är att inte bara leta efter något, eller för att testa en ny teori. Du måste samla en stor uppsättning är inte tillgängliga i andra relationer i data och låter som data styra utvecklingen av branschen.
Naturligtvis, vi kan designa och bygga experiment eller observationer, med fokus på vad vi förväntar oss att hitta. Men det bästa valet för den framtida vetenskapen kommer att vara en mångsidig maskin som kan samla in stora och varierande mängder data som skulle vara omöjligt att göra utan att en så stor investering. Det är därför Hubble var så framgångsrik, varför Fermilab och LHC har drivit gränserna längre än någonsin innan, och varför framtida uppdrag som James Webb space telescope, framtiden för Observatoriet är en 30-meters klass eller framtida colliders kommer att behövas om vi någonsin vill svara på de mest grundläggande frågorna för alla.
Där finns ett gammalt talesätt som också gäller vetenskap: “Snabbare. Bättre. Billigare. Välj två.” Världen går snabbare än någonsin tidigare. Om vi börjar med att spara och att inte investera i “bästa”, skulle det vara detsamma som att kapitulera.
Håller? Berätta för oss i vår chatt i Telegram.