Издвојите још једну победу за Стандардни модел, изузетно успешну теорију која описује како све познате фундаменталне честице делују.
Физичари су извршили најпрецизније мерење још увек колико јака сила - једна од четири фундаменталне силе природе - делује на протон.
Резултати објављени данас (9. маја) у часопису Натуре, управо су оно што је Стандардни модел предвидио, наносећи још један ударац напорима физичара да пронађу потешкоће у теорији и открију нову физику која би могла објаснити шта је тамна материја и тамна енергија .
Упркос својим тријумфима, Стандардни модел је непотпун. То не објашњава тамну материју и тамну енергију, који заједно могу чинити више од 95 процената свемира, а који се никада нису директно посматрали. Нити теорија не укључује гравитацију нити објашњава зашто свемир садржи више материје него антиматерије.
Тестирање стандардног модела
Један од начина ка потпунијој теорији је тестирање онога што Стандардни модел каже о слабој сили која је одговорна за радиоактивно распадање, омогућујући нуклеарне реакције које одржавају сунце и сјаје нуклеарне електране. Јачина интеракције слабе силе зависи од такозваног слабог набоја честице, баш као што електромагнетска сила зависи од електричног набоја, а гравитација зависи од масе.
"Надали смо се да је то један пут до проналаска пукотина у Стандардном моделу", рекао је Грег Смитх, физичар у Јефферсон Натионал Аццелератор Фацилити у Вирџинији и руководилац пројекта за К-слаб експеримент.
Истраживачи су разнели снопове електрона у базену протона. Спинови електрона били су паралелни или анти паралелни са снопом. Након судара са протонима, електрони би се распршили, највише због интеракција које укључују електромагнетну силу. Али за сваких 10.000 или 100.000 расејања, рекао је Смитх, једно се дешавало путем слабе силе.
За разлику од електромагнетне силе, слаба сила се не покорава симетрији огледала или паритету, како то физичари називају. Дакле, када комуницира путем електромагнетне силе, електрон се распршује на исти начин без обзира на његов правац спина. Али при интеракцији путем слабе силе, вероватноћа да ће се електрон распршити зависи све мање од тога да ли је спин паралелан или анти-паралелан, у односу на смер којим електрон путује.
У експерименту је сноп наизменично деловао између ватрених електрона са паралелним и анти-паралелним спиновима, око 1.000 пута у секунди. Истраживачи су открили да је разлика у вероватноћи расипања само 226,5 дела по милијарди, са прецизношћу од 9,3 дела по милијарди. То је еквивалентно открићу да се два идентична Моунт Еверестс разликују по висини дебљином новчанице од долара - са прецизношћу до ширине људске длаке.
"Ово је најмања и најпрецизнија асиметрија икад измерена у распршивању поларизованих електрона из протона", рекао је Петер Блунден, физичар са Универзитета Манитоба у Канади, који није био укључен у студију. Мерење је, додао је, импресивно достигнуће. Поред тога, показује да се у потрази за новом физиком ови релативно нискоенергетски експерименти могу надметати са снажним акцелераторима честица попут Великог хадронског судара у близини Женеве, рекао је Блунден.
Иако се показало да је протонов слаб набој прилично сличан ономе што је Стандардни модел рекао да би то било, сва нада се неће изгубити за проналазак нове физике једног дана. Резултати само ограничавају како би та нова физика могла изгледати. На пример, рекао је Смит, они искључују појаве које укључују електронско-протонске интеракције које се јављају при енергијама испод 3,5 тераелектронских волти.
Ипак, било би много узбудљивије да су нашли нешто ново, рекао је Смитх.
"Разочаран сам", рекао је он за Ливе Сциенце. "Надао сам се неком одступању, неком сигналу. Али другима је лакнуло што нисмо далеко од онога што је Стандардни модел предвидио."
