მუონური ნეიტრიონოები νμ რომლებიც სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად მოძრაობენ ვაკუუმში, აღმოჩენილ იქნა ექსპერიმენტში OPERA, რის შესახებაც ჩვენ დავწერეთ წინა სტატიაში. ამას წინათ კი ეს იფორმაცია დადასტურდა ცდების დამატებით სერიაში. თეორეტიკოსები არ ჩქარობენ ამ რეზულტატების აღიარებას, რადგან OPERA-ს თანამშრომლებმა არ დაარეგისტრირეს ამ მოვლენის თანამდევი ფიზიკური ეფექტები.
ასეთ ეფექტებს მიეკუტვნება ენერგიის შემცირების ეფექტი რომელიც წარმოადგინეს მეცნიერებმა ენდრიუ კოენომმა და შელდონ გელშოუმ. მეცნიერების აზრით ამ პროცესმა უნდა შეზღუდოს ნეიტრინოს ენერგია რომელიც OPERA დეტექტორს აღწევს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პრაქტიკულად ყველა ნეიტრინო, რომელიც მოძრაობს სიჩქარით δ = 5•10–5 დეტაქტორში უნდა მოვიდეს 2,5 გიგაელექტრონვოლტი ენერგიით.
ჯერ-ჯერობით უცნობია თუ, როდის ჩატარდება ცდების სერია დიდ ადრონულ კოლაიდერზე რომელიც შეამოწმებს ზესწრაფი ნეიტრინოების სიჩქარის პრობლემას და როდის გააკეთებენ თეორეტიკოსები და პრაქტიკოსები უკვე ოფიციალურ კომენტარს ამ ყველაფერზე.
პარიზში ჩატარებულ სიმპოზიუმ Hadron Collider Physics-ზე კოლაბორაცია ATLAS-ის და CMS-ის წარმომადგენლებმა წარმოადგინეს ბოლო ექსპერიმენტების შედეგები, რომლებიც ჰიგსის ბოზონის პოვნას ეძღვნება.
ATLAS-ის და CMS-ის დეტექტორები, რომლებიც დამონტაჟებულია დიდ ადრონულ კოლაიდერზე, აწარმოებენ ჰიგსის ბოზონის ძებნას ერთდროულად რამოდენიმე შესაძლო არსებული ვარიანტით — მაგალითად, ორი ფოტონით, ორი ტაუ-ლეპტონით, წყვილი W-ბოზონით და წყვილი Z-ბოზონით. მათი რეგისტრირება ასევე ხდება შესაძლო დაშლის პროდუქტით (ელექტრონების ან მიუონების წყვილებით), ხოლო W-ბოზონის კვალად ითვლება ელექტრონის ან მიუონის ნაერთი ნეიტრინოსთან.
ეს ვარაუდები, საიდანაც შესაძლოა მიიღონ ჰიგსის ბოზონი გამოთვლილია ჰიგსის ნაწილაკის სავარაუდო მასიდან გამომდინარე. მათი თანმიმდევრული შესწავლა იძლევა იმის ფიქრის საშუალებას, რომ ჰიგსის ბოზონის დაბადება, ნებისმიერი პარამეტრებით, რომელიც ჩაჯდება სტანდარტული მოდელის ფარგლებში, შეუმჩნევლად არ ჩაივლის.
ჯერ-ჯერობით, ნაწილაკის პოვნაზე საუბარი არ არის: ფიზიკოსები ჯერ მხოლოდ აზუსტებენ და თანდათან აფართოებენ მასის დიაპაზონს რომელშიც ჰიგსის ბოზონი არ შეიძლება იყოს.
2011 წლის აგვისტოში ATLAS და CMS-ის წარმომადგენლებმა გამოაქვეყნეს ამ სამუშაოების ანგარიში, რითიც აჩვენეს, რომ ჰიგსის ბოზონი, რომელსაც აღწერს სტანდარტული მოდელი, არსებობს 145–466 ტევ ინტერვალში 95% ალბათობით.
პარიზის სიმპოზიუმისთვის პრეზენტაციის მომზადებისას გამოყენებული იქნა იგივე მონაცემები, რაც გამოქვეყნდა ზაფხულში. განმასხვავებელი ამ შემთხვევაში იყო დამუშავების მეთოდიკა: თუ ადრე კოლაბორაციები ATLAS და CMS მუშაობდნენ ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად, ახლა მათ უკვე გააერთიანეს შეგროვებული ინფორმაცია. შედეგად მასების ინტერვალი, რომელიც დაუშვებელია ჰიგსის ბოზონისათვის სტანდარტული მოდელიდან, გაფართობდა 141-467 ტევ-მდე. 99% ალბათობის შემთხვევაში ATLAS-მა და CMS-მა გამორიცხა დიაპაზონი 146–443 ტევ.
შეგახსენებთ, რომ ჰიგსის ბოზონის მინიმალური შესაძლო მასა არის 114,4 ტევ, რაც უკვე დიდი ხანია დადასტურდა დიდ ელექტრონ-პოზიტრონულ კოლაიდერზე. ასე რომ, ექსპერიმენტატორებისთვის, მასების ყველაზე საყურადღებო დიაპაზონს წარმოადგენს 114,4–141 ტევ, და სწორედ მასზე გაამახვილებენ ფიზიკოსები ყურადღებას, დიდი ადრონული კოლაიდერიდან 2011 წლის მონაცემების შეგროვებისას ყურადღებას. მოლაპარაკება ATLAS და CMS-ს შორის საბოლოოდ ჯერ არ შემდგარა, ისინი ჯერ კიდევ ეკონკურენტებიან ერთმანეთს ამ საკითხში, თან ჰიგსის ნაწილაკის აღმოჩენის ალბათობაც საკმაოდ მაღალია.
CMS-ის თანამშრომლები ყვებიან იმის შესახებ, თუ როგორ მიმინარეობდა მონაცემების გაერთიანება, რომელიც შეაგროვეს მეცნიერების ორმა ჯგუფმა:
სტატიის ტექსტი, რომელიც მოამზადეს ATLAS და CMS-მა შეგიძლიათ იხილოთ ამ ლინკზე: HIG-11-023-pas .
სტატია რეცენზენტ ჟურნალში ჯერ არ გამოქვენყნებულა, მაგრამ ახალმა მონაცემებმა საკმაოდ ააღელვა ფიზიკოსების საზოგადოება. სწავლულებმა, რომლებიც იტალიურ ექსპერიმენტში მონაწილეობდნენ, განაცხადეს, რომ მათ მიერ დაფიქსირებულ იქნა უცნაური, თანამედროვე ფიზიკის თვალსაზრისით შეუძლებელი მოვლენა: ნეიტრინომ გადალახა სინათლის სიჩარე.
სენსაციური შედეგები მიიღეს OPERA(Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) დეტექტორზე, რომელიც 1400 მეტრის სიღრმეში იტალიაში გრან-სასოს ლაბორატორიაში (Laboratori Nazionali del Gran Sasso).
ამ ლაბორატორიაში მოდის ტაუ-ნეიტრინოების ნაკადი, რომელიც პროტონების სუპერსინქროტრონი (SPS) ქმნის CERN-ში 732 კილომეტრის დაშორებით. ამ გზას ნაწილაკები დაახლოებით 3 მილიწამში გადიან.
ნაწილაკის გზა ჟენევიდან გრან-სასოში (CERN-ის ილუსტრაცია).
აღსანიშნავია, რომ ტაუ-ნეიტრინოები რომლებიც იგზავნება შვეიცარიიდან იტალიაში არის მუონური ნეიტრინოები (რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი, იხილეთ ქვევით ტქსტი).
ნეიტრინო - ნაწილაკი მუხტის გარეშე და ძალიან მცირე მასით, თითქმის არ ურთიერთქმედებს სხვა მატერიასთან. არის ატომური რეაქციების გვერდითი პროდუქტი, რომელიც მზეზე ყალიბდება, ისინი ავსებენ სივრცეს ჩვენს გარშემო. წამში ადამიანის თვალში გადის მილიონობით ნეიტრინო. სურათზე გამოსახულია პირველად აღმოჩენილი ნეიტრინო 1970 წელს (Argone National Laboratory)
მკვლევარები ორი წლის განმავლობაში ატარებდნენ ექსპერიმენტს და აღმოჩინეს, რომ ნეიტრინო დეტექტორში გამოთვლილ დროზე უფრო ადრე შემოდიოდა – დაახლოებით 60 ნანოწამი (სულ დაფიქსირდა 16 ათასი ასეთი მოვლენა, რაც სტატისტიკურად მნიშვნელოვნად შეიძლება ჩაითვალოს).
“თავიდან ჩვენ ვცდილობდით მოგვეძებნა რამე ახსნა. მერე დავიწყეთ ტრივიალური შეცდომების ძებნა, შემდეგ რთულ შეცდომებზე გადავედით და ბოლოს მივედით იქამდე, რომ ვერაფერი ვერ აღმოვაჩინეთ” – ამბობს პროფესორი ანტონიო ერედიტატო ბერნის უნივერსიტეტიდან.
მეცნიერები ახლა ითხოვენ გადამოწმებულ იქნას მათი შედეგები სხვა სწავლულების მიერ. “ჩემი ოცნებაა, რომ სხვა დამოუკიდებელმა ექსპერიმენტმა დაადასტუროს ჩემი რეზულტატები. მაშინ შევძლებ თავისუფლად ამოვისუნთქო” – ამბობს ერედიტატო.
მთელს მსოფლიოში არის მხოლოდ ორი ლაბორატორია, რომელსაც ამის გადამოწმება შეულძია. ესენია: ამერიკული Fermilab და იაპონური T2K. პირველს არა აქვს აპარატურა, რომ იგივე სიზუსტით გაზომოს პარამეტრები მეორე კი ცუნამის მერე შეჩერებულია გაურკვეველი დროით.
ამ აღმოჩენით მსოფლიო არ გადაბრუნდება, ნეიტრინო დედამიწას მილიარდობით წლების განმავლობაში ხვდებოდა. ახალი ცოდნა შეცვლის ფიზიკოსების წარმოდგენას სამყაროს შესახებ. თუ ეს ნაწილაკები სინათლეზე ჩქარა მოძრაობენ, საჭირო გახდება ახალი კოანონზომიერებებისა და ახსნა-განმარტებების მოძებნა.
ასევე ზოგიერთი ახსნა უკვე არსებობს დაუმტკიცებელი მოვლენისათვის. მაგ: შესაძლოა ხდება რაღაცნაირი კოსმოსური “მოკლე ჩართვა”: ნეიტრინო მოძრაობს სხვა განზომილების გავლით.
აღნიშნული შედეგები გამოქვეყენბულია რეპრინტების საიტზე ArXiv.org, ასევე გაკეთდა ანონსი ცერნის კონფერენციაზეც. შეგიძლიათ ნახოთ ოფიციალური პრეს-რელიზი.
შეგახსენებთ, რომ კოლაბორაცია ALPHA-ის თანამშრომლებმა, რომლებიც ასევე CERN-ში ახორციელებენ ცდებს, სულ ცოტა ხნის წინ შეძლეს ხაფანგში ანტიწყალბადის ცალკეული ატომების მოქცევა, კონკრეტულად ანტიწყალბადის და პოზიტრონის. საუბარია დაფიქსირებულ 38 დაჭერის შემთხვევა შედარებით დიდი დროის განმავლობაში 172 მწ (მილიწამი).
ორივე ექსპერიმენტის ბოლო ეტაპი იქნება სპექტროსკოპიული გაზომვები. თუ მეცნიერები აღმოაჩენენ, რომ წყალბადის და ანტიწყალბადის ენერგეტიკული დონეები არ ემთხვევა, გამოჩნდება იმის დადასტურება, რომ ირღვევა ე.წ “CPT”-სიმეტრია.
ASACUSA-ში შემოთავაზებულია ალტერნატიული მეთოდიკის რეალიზება, რომელიც არ საჭიროებს ატომების შეკავებას. ანტიწყალბადის გროვა, მეცნიერების ჩანაფიქრით, საჭიროა, რომ მივმართოთ რეზონატორში, სადაც გამოკვლეული იქნება დონეებს შორის გადასვლა, რომელიც განპირობებულია ზეთხელი გახლეჩვით.
პირველ რიგში, რათქმაუნდა, ასეთი გროვა უნდა მიიღონ და ბოლოს ჩატარებულ ცდებში ფიზიკოსები ამ მიზნის გადაჭრას მიუახლოვდნენ. პოზიტრონების ღრუბელი მეცნიერებმა მოაქციეს ე.წ CUSP-მახეში, რომელიც წარმოიქმნა ორი მაგნიტური გორგოლაჭით და 17 რგოლის ელექტროდებით. სწორედ იქ გაუშვეს ანტიწყალბადების ღრუბელი, რის შემდეგდაც ანტიწყალბადის ნეიტრალურნმა ატომებმა შეძლეს გზის გაგრძელება მეორე ხაფანგისკენ. ამ შემთხვევაში ატომები არიან ზეაგზნებულ მდგომარეობაში, იონიზირდებიან და შედეგად ანტიპროტონები ექცევიან მახეში.
მეორე ხაფანგის “გახსნისას” ანტიპროტონები ნადგურდებიან და წარმოქმნიან პიონებს, რომლებიც რეგისტრირდება მის გარშემო დამონტაჟებული დეტექტორებით. აღნიშნული მოვლენების დათვლის შემდეგ, ავტორებმა გაარკვიეს, რომ მათი მოწყობილობა გარდაქმნის 2 დან 7 პროცენტამდე შემოდინებულ ანტიპროტონებს.
ეხლა ფიზიკოსები მუშაობენ სპინ-პოლარუზებული ანტიწყალბადის გროვის მიღებაზე, რომლის გამოყენებაც უკვე შესაძლებელი იქნება “CPT”- ინვარიანტობისათვის.
დიდ ადრონულ კოლაიდერზე (დაკ) ტყვიის იონებზე დაწყებული ექსპერიმენტებიდან უკვე სამ კვირაში კლაბორაციებმა ALICE, CMS და ATLAS გამოაქვეყნეს მიღებული მონაცემების გადამუშავების პირველი შედეგები.
ALICE-ის თანამშრომლება გამოაქვეყნეს ორი სტატია ჟურნალ Physical Review Letters-ში. ერთ-ერთ მათგანში მოცემულია ნაწილაკების რაოდენობის შეფასება, რომლებიც ჩნდებიან ტყვიის იონების პირისპირ შეფასებისას. ათასობით ასეთი ტიპის მოვლენებზე დაკვირვების შემდეგ, ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ 2,76 ტევ ენერგიით ნუკლონების წყვილი მასების ცენტრების სისტემაში, გვაძლევენ დაახლოებით 18 000 ნაწილაკს, რაც 2,2-ჯერ აღემატება ამერიკაში მდებარე მძიმე იონების რელატივისტური კოლაიდერის ანალოგიური ექსპერიმენტის მაჩვენებლებს, სადაც ტყვიის მაგივრად გამოიყენება ოქრო, ხოლო ენერგია შეადგენს 0,20 ტევ-ს.
მეორე სტატია ეძღვნება ბირთვების პერიფერიულ შეჯახებებს და ე.წ ელიპტურ დინებას — მოვლენას, რომლის რეგისტრაციაც ითვლება RHIC-ის ერთ-ერთის უდიდეს მიღწევად. ერთმანეთის საპირისპიროდ მოძრავი ბირთვები ეჯახებიან ერთმანეთს და წარმოიქმნება კვარკ-გლუონური პლაზმა. ის ფართოვდება ყველა მხარეს, მაგრამ უპირატესად მისი ღერძის გასწვრივ, პლაზმა თავიდან უფრო პატარა სიგძის იყო. ექსპერიმენტისას დეტექტორი უბრალოდ არეგისტრირებს ნაწილაკებს, რომლებიც იფანტებიან ბირთვების შეჯახების შმდეგ; თუ ორი პარალელური მიმართულება იძლევა ნაწილაკების განსხვავებულ რაოდენობას, ეს განსხვავებაა სწორედ ელიპტური დინება.
თვითონ ელიპტიური დინების აღმოჩენა ადასტურებს კვარკ გლუონური პლაზმის წარმოქმნას. ALICE-ის წარმომადგენლების თქმით, ექსპერიმენტის შედეგები კარგად აღიწერება მოდელით, რომელშიც პლაზმას აქვს “პრაქტიკულად იდეალური” სითხის მახასიატებლებით.
კიდე ერთი მასალის ავტორებიც ელოდებიან Physical Review Letters-ში პუბლიკაციას, ისინი მსჯელობენ დინების შეჩერებაზე, ეს მეორე ეფექტია, რომელიც მიუთითებს კვარკ-გლუონური პლაზმის წარმოქმნაზე. ნაწილაკების ნაკადები, რომლებიც შეინიშნება დაკ-ზე პროტონების შეჯახებისას, წარმოადგენენ ვიწრო კონუსებს, რომლებიც საპირისპირო მიმართულებით არიან მიმართულები. იონებზე ექსპერიმენტებისას ამ ნაკადის ენერგია შეიძლება განსხვავდებოდეს საკმაოდ შესამჩნევი სიდიდით; ითვლება, რომ ერთ-ერთი მათგანი “ქრება” ცხელ და პლანტ ნივთიერებასთან ურთიერთქმედებისას — სწორედ იმ კვარკ-გლუონურ პლაზმასთან. სწორედ ასეთი არასიმეტრიული ნაკადები დაარეგისტრირეს CMS-ის და ATLAS-ის დეტექტორებმა.
30 მარტს, 10 საათზე თბილისის დროით დიდ ადრონულ კოლაიდერში პირველად დაიწყეს ექსპერიმენტები პროტონების ჭავლებთან რომელთა სამუშაო ენერგია შეჯახებისას 7 ტერავოლტს შეადგენს (ჭავლზე 3.5 ტევ.) ასეთი ენერგიით პროტონების შეჯახებამ შეიძლება დაამტკიცოს ჰიგსის ბოზონის არსებობა. ამ შედეგებზე დაყრდნობით შეიძლება დამტკიცდეს ან უარყოფილ იქნას ბოლო დროის სამეცნიერო შრომების უმრავლესობა, რაც თავისთავად ძანლაინ მშნივნელოვანია ფიზიკის მომავალი განვითარებისათვის.
პირდაპირ ეთერში ტრანსალაციას შეგიძლიათ თვალყური ადევნოთ შემდეგ ბმულზე
HI-TECH is Stephen Fry proof thanks to caching by WP Super Cache
