बड़े हैड्रॉन कोलाइडर ने आखिरकार भौतिकी के नियमों को चुनौती दी है?

द्वारा रिचर्ड वेब

वहाँ के रूप में वर्णित किया गया है जो आसपास उत्साह की एक चर्चा हैनई भौतिकी के संकेत देते हुए“सर्न कण भौतिकी प्रयोगशाला में एलएचसीबी प्रयोग से निकलता है, लेकिन हमें कितना उत्साहित होना चाहिए? संक्षेप में: थोड़ा, लेकिन किसी को भी अपनी सांस रोककर असहज समय के लिए है।

LHCb स्विट्जरलैंड के जिनेवा के पास CERN के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) के चार बड़े प्रयोगों में से एक है। जैसा कि नाम में “बी” इंगित करता है, इसका मतलब है कि क्वार्क के छह ज्ञात स्वादों में से एक, “नीचे” या वैकल्पिक रूप से “सौंदर्य” क्वार्क से युक्त कणों की गिरावट का विश्लेषण करना।

विज्ञापन

नीचे के क्वार्क अप और डाउन क्वार्क से बहुत अधिक भारी होते हैं जो पारंपरिक परमाणु पदार्थों के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके कणों में बहुत सारे तरीके हैं जो वे हल्के कणों में क्षय कर सकते हैं। बी क्वार्क वाले कण भी असामान्य रूप से लंबे समय तक जीवित रहते हैं, और ये दो गुण संयुक्त मानक मॉडल से परे भौतिकी की तलाश में भौतिक विज्ञानियों के लिए बहुत उपयोगी बनाते हैं – सभी कण इंटरैक्शन की हमारी वर्तमान सर्वोत्तम समझ।

कण भौतिक विज्ञानी मानक मॉडल का विस्तार करने के लिए किसी भी संकेत के लिए बेताब हैं, जो सर्वोच्च रूप से अच्छी तरह से परीक्षण किया गया है, लेकिन यह भी कमी है कि गुरुत्वाकर्षण के बारे में कुछ भी नहीं कह रहा है, चार मूलभूत बलों में से एक, या डार्क मैटर और डार्क एनर्जी, जो 95 प्रति से अधिक बनाते हैं। ब्रह्मांड का प्रतिशत।

वे बहुत महत्वपूर्ण अंतराल हैं, लेकिन जब मानक मॉडल काम करता है, तो यह वास्तव में बहुत सटीक भविष्यवाणियों का उत्पादन करता है। लगता है कि LHCb ने इन पूर्वानुमानों से एक विचलन पाया है, जिस पर एक निश्चित प्रकार का बी-क्वार्क-युक्त कण, B +, इलेक्ट्रॉन और उसके भारी चचेरे भाई, म्यूऑन में घटता है।

मानक मॉडल में कहा गया है कि इन डेक्स में इलेक्ट्रॉनों और म्यूनों को लगभग समान दर पर उत्पादित किया जाना चाहिए, लेकिन LHCb के परिणाम से पता चलता है कि वे नहीं हैं – और यह मानक मॉडल से परे भौतिकी के संकेत की तरह है जिसे शोधकर्ता देखने के लिए बेताब हैं। ।

शीर्षासन सामान। तथ्य यह है, हालांकि, इस विसंगति की अफवाहें कुछ समय के लिए रही हैं – यह एक दशक के सबसे अच्छे हिस्से के लिए एलएचसीबी में है। इस सप्ताह की खबरें इस सहयोग से जारी एक पत्र पर आधारित हैं कि विसंगति ने सांख्यिकीय महत्व के “3-सिग्मा” स्तर को पार कर लिया है, जिसे पारंपरिक रूप से कण भौतिकविदों द्वारा “दिलचस्प” होने की दहलीज के रूप में देखा जाता है।

एक 3-सिग्मा परिणाम 1000 में लगभग 1 की संभावना को दर्शाता है कि यदि मानक मॉडल सही था तो आपको इस तरह का डेटा दिखाई देगा। यह एक बहुत ठोस संकेत की तरह लग सकता है कि यहां कुछ नया है।

हालाँकि, समस्या यह है कि इस प्रकार के क्षय अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ होते हैं, और उनकी तलाश में भौतिकविदों को व्यापक रूप से स्कैनिंग करते हुए सांख्यिकीय शोर के पूरे भार से गुजरना पड़ता है। यह एक प्रतीत होता है कि विरोधाभासी प्रभाव की ओर जाता है – व्यापक आप अपने टकटकी कास्ट, अधिक संभावना है कि आप कुछ है कि सांख्यिकीय महत्वपूर्ण लगता है देख रहे हैं। अधिक डेटा इकट्ठा करें, और ये विसंगतियां फिर से गायब हो जाती हैं।

कण भौतिकी 3-सिग्मा प्रभावों से अटे पड़े हैं जो आए और चले गए हैं, इसलिए शोधकर्ताओं ने खोज के लिए बहुत अधिक परीक्षण सीमा पर समझौता किया है – “5-सिग्मा”, 3.5 मिलियन में लगभग 1 की संभावना के अनुरूप है कि डेटा का एक पैटर्न यह एक सांख्यिकीय अस्थायी है।

2012 में हिग्स बोसोन के साथ एटीएलएएस और सीएमएस प्रयोगों को बार में जोड़ा गया था – इस तरह की सुरक्षा के साथ कि दो स्वतंत्र सहयोग एक ही चीज देख रहे थे। एलएचसीबी के पास अभी बहुत कुछ है। डेटा विश्लेषण की दर को देखते हुए – और तथ्य यह है कि LHC पिछले दो वर्षों के उन्नयन के लिए बंद कर दिया गया है – यह एक अच्छा होने जा रहा है जबकि इससे पहले कि वे कुछ और निश्चित करते हैं। साँस छोड़ना।

यह संभावना है कि यह विसंगति इससे पहले कई अन्य लोगों की तरह दूर हो जाएगी। दूसरी ओर, अगर एलएचसी की तरह सुलभ मानक मॉडल से परे भौतिकी है, तो इसके बारे में हमारा ज्ञान एक विसंगति के साथ शुरू होगा।

स्पेस-टाइम में लॉस्ट तक साइन अप करें, वास्तविकता की अजीबता पर एक मुफ्त मासिक समाचार पत्र