Prevrat vo fyzike, musíme prehodnotiť všetko, čo o nej vieme. Našli sme ďalšiu základnú interakciu
Staronový experiment s časticami známymi ako mióny ukázal, že vo vesmíre okrem štyroch základných interakcií (gravitácia, elektromagnetizmus, silná, slabá interakcia) existuje ďalšia doposiaľ neznáma interakcia, energia, respektíve forma hmoty, ktorá je pre podstatu a vývoj vesmíru nesmierne dôležitá, no my ju zatiaľ nepoznáme, o téme informoval portál BBC, NYTimes, či web Washingtonskej univerzity.
Ťažký bratranec elektrónu
Ako píše web ScienceDaily, napriek tomu, že niektoré subatomárne častice boli objavené už takmer pred 100 rokmi prostredníctvom relatívne „jednoduchých“ experimentov, snaha porozumieť správaniu a vlastnostiam týchto častíc sa dostáva do popredia až teraz.
Všetky náročné experimenty, ktorých cieľom je porozumieť týmto časticiam a rozšíriť tak naše chápanie vesmíru, sa odohráva v tých najambicióznejších a najkomplexnejších organizáciách, aké poznáme. Na mysli máme samozrejme Európsku organizáciu jadrového výskumu (CERN), Fermiho národné urýchľovacie laboratórium (Fermilab) alebo japonský Vysoko energetický urýchľovač KEK.
Ciele a experimenty jednotlivých organizácií sú síce odlišné, no vo výsledku všetky pomáhajú lepšie pochopiť fyziku stojacu za chodom vesmíru. Jeden z experimentov, ktorý prebiehal vo Fermilabe už od roku 2018, teraz doslova spôsobil ošiaľ a prevrat vo fyzike
NEPREHLIADNI
Po takmer 50 rokoch pátrania ju konečne máme. Vedci našli nový typ kvázičastice
Reč je konkrétne o experimente Muon g-2, ktorým sa od roku 2018 meria častica zvaná mión, ťažší súrodenec elektrónu, ktorý bol objavený v 30. rokoch 20. storočia. Podobne, respektíve rovnako ako elektróny, aj mióny majú negatívny elektrický náboj a kvantovú vlastnosť nazývanú spin.
Tá veľmi zjednodušene povedané spôsobuje, že tieto častice sa po vložení do magnetického poľa začnú otáčať, čím silnejšie je magnetické pole, tým rýchlejšie mión rotuje, upozorňuje web NationalGeographic.
Spin je kvantová vlastnosť elementárnych častíc, v klasickej fyzike nemá svoj ekvivalent. Ide o vnútorný moment hybnosti častice v tom zmysle, že spin častice prispieva k celovému momentu hybnosti telesa. Môže nadobúdať hodnotu celých alebo poločíselných kladných násobkov redukovanej Planckovej konštanty.
Frekvencia, s akou sa mión otáča okolo svojej vlastnej osi, keď je vystavený magnetickému poľu, je určená jeho interakciami s inými časticami a silami, a reprezentovaná číslom nazývaným g-faktor. G-faktor je bezrozmerné číslo charakterizujúce magnetický moment a moment hybnosti tej-ktorej častice. Pomocou štandardného modelu časticovej fyziky môžu vedci s extrémnou presnosťou vypočítať / odhadnúť, aké by malo byť toto číslo, informuje portál NewScientist.
Vo svojej podstate je štandardný model najlepším matematickým vysvetlením toho, ako sa správajú všetky častice vo vesmíre, a ako bolo už spomenuté, s extrémnou presnosťou predpovedá frekvenciu tohto otáčania.
Ako však ukázal experiment z roku 2001 uskutočnený v Brookhavenskej národnej laboratórii, mión sa otáča rýchlejšie ako predpokladá štandardný model (preto aj názov g mínus 2). To okamžite vyvolalo senzáciu a množstvo kontroverzií medzi fyzikmi, avšak tento experiment dosiahol prahovú hodnotu pravdepodobnosti iba sigma 3,7, teda nebol ešte dostatočne štatisticky významný na to, aby preukázal nesprávnosť štandardného modelu.
Čo sme teda zistili?
Teraz, o dvadsať rokov neskôr, uskutočnila skupina vedcov vo Fermilabe v experimente Muon g-2 svoju vlastnú verziu Brookhavenského experimentu, pričom sa im podarilo zaznamenať a upresniť túto anomáliu – anomália magnetického momentu miónu.
Spojením a komparáciou výsledkov z oboch uvedených experimentov vedci dospeli k záveru, že šanca dosiahnuť výsledky iba náhodného charakteru. sú 1:40 000, alebo teda sigma 4,1. Zlatým štandardom, potrebným na definitívne potvrdenie, že sa nejedná iba o náhodu, ale skutočne tu je ďalšia sila, interakcia alebo častica, ktorá mión ovplyvňuje, je prahovú hodnota pravdepodobnosti na úrovni sigma 5, alebo 1:3,5 miliónu. Vedci si sú však už teraz istí, že k tejto hodnote sa ďalšími experimentami dopracujú.
Zatiaľ si ale nikto nedovolí ani len odhadnúť čo táto nová potencionálna sila / interakcia robí okrem ovplyvňovania miónov. Teoretickí fyzici sa domnievajú, že by to všetko mohlo mať nejaký súvis aj s doteraz neobjavenou subatomárnou časticou – hovorí sa najmä o leptokvarku (leptoquark) o Z-bozóne (Z-prime boson).
Čo sa týka samotného experimentu Muon g-2, ten meria magnetický moment miónu pohybom častíc v kruhu s priemerom 15 metrov. Silný magnet udržuje mióny na ich kruhovej dráhe a súčasne dáva rotáciu ich magnetickej severo-južnej osi. Ako sme už uviedli vyššie, čím silnejší je magnetický moment častíc, tým rýchlejšie sa ich os otáča, upozorňuje web prestížneho žurnálu Nature.
Fyzici už dlho predpokladajú, že elementárne častice ako mión a elektrón majú magnetický moment rovný 2. V novom (i v tom starom) experimente sa však podarilo odhaliť odchýlku od tejto stanovej hodnoty. To má byť spôsobené tým, že v skutočnosti prázdny priestor okolo miónu nie je prázdny, ale nachádza sa v ňom množstvo „virutálnych častíc“ – efemérnych verzií skutočných častíc, ktoré sa neustále objavujú a miznú z vákua, a menia magnetické pole miónu.
Presnejšie sú prijaté teoretické hodnoty pre mión stanovené nasledovne:
- g-faktor: 2,00233183620 (86)
- anomálny magnetický moment: 0,00116591810 (43)
Nové experimentálne zistenia tieto hodnoty posúvajú na:
- g-faktor: 2,00233184122 (82)
- anomálny magnetický moment: 0,00116592061 (41)
Všetky uvedené výsledky majú byť publikované v sérií publikácií uverejnených v žurnáloch Physical Review Letters , Physical Review A&B , Physical Review A a Physical Review D, pričom sa zakladajú iba na 6 % z toho, čo má experiment Muon g-2 zhromaždiť.
Zaujímavosť je, že Fermilab používa rovnaký magnetický prstenec, aký sa používal v Brookhavene (bol presunutý v roku 2013), no merania sú až 4-krát presnejšie. Čo je však ešte pozoruhodnejšie, úplne iná nezávislá štúdia, z experimentu CERN LHCb, pred 2 týždňami informovala vedeckú komunitu, ale i verejnosť o objavení určitých dôkazov, že mióny sa nesprávajú ako si myslíme. Rovnako ako Fermilab, aj LHCb potrebuje získať viac dôkazov a dostať sa tak na vytúženú prahovú hodnotu sigma 5.
Dôležité je tiež upozorniť, že uvedené výsledky pochádzajú ešte z prvého experimentu z roku 2018, pričom vedci už disponujú a aktuálne analyzujú ďalšie 2 cykly. Ak sa aj v týchto cykloch dosiahli podobné, alebo rovnaké výsledky, v roku 2023 by vedci definitívne mohli poznať odpoveď na to, či ku štyrom základným interakciám budeme musieť doplniť ďalšiu.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Takto skoro to nikto nečakal. Vedci spočítali, kedy príde koniec sveta a čo ho spôsobí
Európa postaví 91 km dlhý urýchľovač častíc za 15 miliárd eur. Farmári varujú pred katastrofou
PRELOM: Vedci zrýchlili kvantové merania o rekordných 90 % bez straty presnosti
Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
Tisíce galaxií letia na to isté miesto. Vedci našli záhadný vesmírny „magnet“
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Liek na chudnutie pobláznil Slovákov: „Okrem zníženia chuti na sladké podporuje zdravie pečene a srdca,“ tvrdí odborníčka
Slováci Petra a Milan zažili evakuáciu z islandského Grindavíku: „Prebudilo sa to po 800 rokoch.“ Ich dom odkúpil štát
Známy predajca po 35 rokoch zatvára štúdiá. „Len transakčná daň nás bude stáť navyše 200-tisíc ročne“
Bežný tuk z tvojej kuchyne vedci spájajú s agresívnou formou rakoviny. Rozhodujúce je množstvo
Koniec plného odpočtu DPH na autá. Slovenskí podnikatelia budú musieť siahnuť hlbšie do vrecka
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Sotva prežijú 100-tisíc km. Toto je rebríček najporuchovejších áut, ktoré obľubujú aj Slováci
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Európania úplne prestali kupovať Teslu. Muska nespasilo ani jeho eso z rukáva
-
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Sotva prežijú 100-tisíc km. Toto je rebríček najporuchovejších áut, ktoré obľubujú aj Slováci
- Najočakávanejší seriál roka aj kultové sci-fi. TOP 11 noviniek na Netflixe a ďalších v apríli
-
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Pokorili hranice vedy. Nový motor nepotrebuje žiadne palivo, využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
- Sotva prežijú 100-tisíc km. Toto je rebríček najporuchovejších áut, ktoré obľubujú aj Slováci
Tesla hlási prepad predaja. Môže za to konkurencia, výroba aj Muskove škandály
Zlý mesiac pre obľúbenú automobilku. Predaj sa prepadol, najviac trpeli elektromobily
Americké clá rozdrvia kľúčový automobilový trh v Európe. Viac ako 25 000 ľudí môže prísť o prácu
Slovenská flotila F-16 sa rozrástla. Nové stíhačky už prechádzajú certifikáciou
Európska krajina sa nechce vzdať lacného plynu. Nová dohoda s Ruskom na spadnutie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Liek na chudnutie pobláznil Slovákov: „Okrem zníženia chuti na sladké podporuje zdravie pečene a srdca,“ tvrdí odborníčka
Slováci Petra a Milan zažili evakuáciu z islandského Grindavíku: „Prebudilo sa to po 800 rokoch.“ Ich dom odkúpil štát
Známy predajca po 35 rokoch zatvára štúdiá. „Len transakčná daň nás bude stáť navyše 200-tisíc ročne“
Bežný tuk z tvojej kuchyne vedci spájajú s agresívnou formou rakoviny. Rozhodujúce je množstvo
Koniec plného odpočtu DPH na autá. Slovenskí podnikatelia budú musieť siahnuť hlbšie do vrecka
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené