بعد عقد من القياسات الدقيقة ، أعلن العلماء يوم الخميس أن الجسيم الأساسي – دبليو بوزون – له كتلة أكبر بكثير من النظرية ، مما يهز أسس فهمنا لعمل الكون.
ترتكز هذه الأسس على النموذج القياسي فيزياء الجسيمات ، وهي أفضل نظرية لدى العلماء لوصف اللبنات الأساسية للكون والقوى التي تحكمها.
البوزون W يحكم ما يسمى القوة الضعيفة ، واحدة من أربع قوى أساسية الطبيعة ، وبالتالي ركيزة النموذج القياسي.
ومع ذلك ، بحث جديد نشر في العلم قال إن القياس الأكثر دقة للبوزون W يتناقض بشكل مباشر مع تنبؤ النموذج.
وقال أشوتوش كوتوال ، الفيزيائي في جامعة ديوك الذي قاد الدراسة ، لوكالة فرانس برس ، إن النتيجة استغرقت أكثر من 400 عالم على مدى 10 سنوات لفحص أربعة ملايين بوزون W مرشح على “مجموعة بيانات من” حوالي 450 تريليون تصادم “.
هذه الاصطدامات – التي حدثت عن طريق تحطيم الجسيمات معًا بسرعة مذهلة لدراستها – تم إجراؤها بواسطة مصادم تيفاترون في ولاية إلينوي الأمريكية.
كان مسرع الجسيمات الأكثر نشاطًا في العالم حتى عام 2009 ، عندما حل محله مصادم هادرون كبير بالقرب من جنيف الذي لاحظ المشهور بوزون هيغز بعد عدة سنوات.
توقف جهاز Tevatron عن العمل في عام 2011 ، لكن العلماء في Fermilab’s Collider Detector (CDF) يجرون حسابات منذ ذلك الحين.
رسم بياني يوضح الجسيمات الأساسية للنموذج القياسي. (تنبيه علمي)
“شقوق” في النموذج
قال هاري كليف ، عالم فيزياء الجسيمات بجامعة كامبريدج والذي يعمل في مصادم الهادرونات الكبير ، إن النموذج القياسي “ربما يكون أنجح نظرية علمية تمت كتابتها على الإطلاق”.
قال: “يمكنه تقديم تنبؤات دقيقة بشكل لا يصدق”. ولكن إذا تبين أن هذه التنبؤات خاطئة ، فلا يمكن تغيير النموذج ببساطة.
وقال كليف لفرانس برس “إنه مثل بيت من ورق ، تأخذ الكثير منه ، كل شيء ينهار”.
النموذج القياسي لا يخلو من مشاكله.
على سبيل المثال ، لا تأخذ في الاعتبار مادة سوداءمع من الطاقة المظلمة يُعتقد أنه يمثل 95٪ من الكون. كما يقول أيضًا أن الكون لا يجب أن يكون موجودًا في المقام الأول ، لأن الانفجار العظيم كان ينبغي محوها.
علاوة على ذلك ، “تم الكشف مؤخرًا عن بعض الشقوق” في النموذج ، كما قال الفيزيائيون في مقال مصاحب. العلم غرض.
قال Kotwal: “في هذا الإطار من القرائن على أن النموذج القياسي يفتقد لأجزاء ، قدمنا دليلًا إضافيًا ، وهو أمر مثير للاهتمام للغاية ومهم للغاية”.
أعلن جان ستارك ، الفيزيائي ومدير الأبحاث في CNRS ، “أنه إما اكتشاف رئيسي أو مشكلة في تحليل البيانات” ، وتوقع “مناقشات ساخنة للغاية في السنوات القادمة”.
وصرح لوكالة فرانس برس ان “الادعاءات غير العادية تتطلب ادلة استثنائية”.
‘صفقة ضخمة’
قال علماء CDF إنهم حددوا كتلة بوزون W بدقة 0.01٪ ، وهي ضعف دقة الجهود السابقة.
وقارنوه بقياس وزن الغوريلا البالغ 350 كيلوجرامًا (800 رطل) بأقل من 40 جرامًا (1.5 أونصة).
ووجدوا أن البوزون يختلف عن تنبؤ النموذج القياسي بسبعة انحرافات معيارية ، تُعرف أيضًا باسم سيجما.
قال كليف أنك إذا رميت عملة معدنية ، “فإن احتمالات الحصول على نتيجة خمسة سيجما بسبب الحظ الغبي هي واحد من ثلاثة ملايين ونصف المليون”.
“إذا كان هذا حقيقيًا ، وليس تحيزًا منهجيًا أو سوء فهم لكيفية إجراء العمليات الحسابية ، فهذه مشكلة كبيرة لأنها تعني أن هناك عنصرًا أساسيًا جديدًا في كوننا لم نكتشفه من قبل.” قال.
“ولكن إذا كنت ستقول شيئًا مهمًا مثل كسرنا للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، وهناك جسيمات جديدة يجب اكتشافها ، لإقناع الناس بذلك ، فربما تحتاج إلى المزيد ‘مقياس لأكثر من واحد خبرة.’
وقال ديفيد توباك المتحدث باسم CDF “الأمر متروك الآن لمجتمع الفيزياء النظرية والتجارب الأخرى لمتابعة هذا وإلقاء بعض الضوء على هذا اللغز.”
وبعد عقد من الإجراءات ، لم ينته كوتوال بعد.
“نحن نتبع القرائن ولا ندخر جهدا ، لذلك سنكتشف ما يعنيه ذلك.”
© وكالة فرانس برس
