Modello di fisica delle particelle agli albori della rivoluzione?

Un nuovo lavoro ci avvicina alla quinta forza fondamentale della fisica, la cui esistenza è diventata ancora più evidente lo scorso marzo.

lo scorso marzo, LHC L’acceleratore di particelle, CERN, ha lanciato un sasso nello stagno all’interno della comunità scientifica annunciando la potenziale scoperta La Quinta Forza Fondamentale della Fisica. Recentemente, i fisici dell’Università di Cambridge hanno fatto nuove scoperte che sembrano confermare questi risultati iniziali.

La fisica è ora formalizzata nel cosiddetto Modello standard di fisica delle particelle. È lui che descrive come funziona il nostro mondo su scala più piccola. dalla confessioneHarry Cliff, fisico delle particelle a Cambridge e autore principale di questo nuovo studio, parla di “La teoria scientifica di maggior successo mai costruita”.…anche se sappiamo bene che ci sono delle insidie.

Ad esempio, ti sei completamente dimenticato di una delle quattro forze fondamentali che conosciamo oggi. Descrive perfettamente la forza elettromagnetica, reazione debolee interazione forte, ma d’altra parte lascia da parte l’interazione gravitazionale. Non basta nemmeno spiegare alcuni fenomeni misteriosi come materia nera.

Il Modello Standard della Fisica delle Particelle è già ben fornito, ma ha ancora molte incognite. © MissMJ – WikiCommons

Pezzo mancante del puzzle

Così i fisici sospettano da tempo che nella ricetta che propongono debbano mancare alcuni ingredienti. Come spiega Harry Cliff nel suo articolo, per trovare questo componente mancante, i fisici si sono rapidamente rivolti a una delle sei particelle fondamentali: quark inferiori (dove quark di bellezza in inglese).

Questi quark sono l’incarnazione dell’instabilità. Esistono per una frazione infinitesimale di secondo prima di trasformarsi in un gruppo di altre particelle. Cliff spiega che per identificare gli attori mancanti è interessante studiare i dettagli di questa trasformazione.

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Da qui è partita la prima scoperta dello scorso marzo. Secondo il modello standard, i quark bottom avrebbero dovuto produrre altre due particelle: elettroni e muone– per uno frequenza identica. Tuttavia, scoprono che quest’ultimo appare Spesso un po’ meno. Nota più interessante. Questo indica già che a nuovo potere, non incluso nel modulo standard, sarà L’origine di questo difetto.

Ma questi erano solo risultati preliminari. La preoccupazione più grande è che i dati iniziali non fossero accurati, o meglio, insufficienti. Perché in una disciplina come la fisica delle particelle, le solite soglie statistiche non sono più sufficienti. Affinché un fenomeno possa essere considerato costante, devono essere applicati criteri di accuratezza più stringenti; Stiamo parlando di un deviazione standard per me 5 sigma. Senza entrare nei dettagli, significa che stiamo cercando di assicurarci che ci sia Meno di una possibilità su un milione che questa osservazione sia insignificante. Quindi è un’ottima soglia di sicurezza; Se questo è raggiunto, possiamo considerare che il risultato è Molto solido.

Il Large Hadron Collider permette, tra le altre cose, di studiare il decadimento delle particelle. © CERN

Sempre più vicino all’obiettivo

Occorre quindi approfondire queste scoperte per avvicinarsi a questo famoso 5 Sigma. Questo è ciò che il team di Harry Cliff sta cercando di fare dallo scorso marzo. E per questo, c’è solo una soluzione: tuffarsi di nuovo nei dati. Così hanno cercato altri effetti di questa peculiarità del processo di disintegrazione. Analizzando l’interazione dei quadranti inferiori con un altro tipo di particella – i quark up – hanno già osservato Lo stesso fenomeno dei loro colleghi lo scorso marzo.

“Potremmo essere sull’orlo di una grande scoperta. ” – Harry Cliff

Sfortunatamente, ancora una volta, i loro risultati mostravano ancora un margine di errore del 2%. Il risultato è lontano dal famoso 5 sigma. D’altra parte, sembra indicare che anche tutte queste belle persone lo siano In realtà sulla strada giusta. “I nostri risultati sono molto vicini a quelli del lavoro precedente e rafforzano l’idea che potremmo essere sull’orlo di una scoperta importante.“, spiegare Harry Cliff.

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Per una prova definitiva e indiscutibile, i fisici dovranno aspettare che il loro gioco preferito giochi. In effetti, LHCb è attualmente nel range fase di lavoro; In definitiva, dovrebbe essere in grado di causare collisioni a una frequenza molto più elevata. Ciò consentirà di ottenere maggiori dati statistici su questo fenomeno e, magari, eventualmente, di mettere le mani su una delle parti mancanti del Modello Standard.

Il testo di questo nuovo studio è disponibile Qui.

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