Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
17 август 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Разни
FACEBOOK

Сенките на две неуспешни търсения във физиката

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 декември 2016 в 13:0341410
Снимка: David Curtis

И тази година не се откриха частици тъмна материя и няма признаци за суперсиметрията. Неуспехът предполага, че учените може би се нуждаят от нови стратегии за отключване на тайните на Вселената, пише Science news.

Учените са като спортистите - и те са обсебени от тръпката на победата. И също като тях се страхуват от поражението. Победителите получават публичност, а загубилите - не.

Но понякога пораженията също заслужават публичност, особено когато широко популяризирани експерименти се провалят в целите си. Данните, докладвани през 2016 г. изправиха физиците пред перспективата за точно такъв провал - не веднъж, а два пъти. Тъмната материя, за която се предполага, че е най-често срещаната форма на маса в космоса, отказва да се появи в детекторите, създадени, за да я открият.

Тъмната материя е все така неуловима

В продължение на десетилетия физиците очакват да се намерят един изцяло нов вид материя, вид никога невиждан на Земята, който изпълва необятния космос. Галактиките се въртят твърде бързо и се прекалено компактни, ако единственият източник на гравитационна сила бе материята, която виждаме. Нещо друго трябва да има там - невидим, неидентифициран източник на гравитация. И той, по прецента на астрофизиците е приблизително 85 процента от материята във Вселената.

Милиарди от тези частици тъмна материя трябва да преминават през тялото ни всяка секунда. Нашето тяло не ги забелязва, но големите сложни детектори трябва да могат да регистрират вибрация или проблясък светлина, когато частиците тъмна материя се сблъскат с атомните ядра на обикновената материя.

Експериментът LUX не съобщава никакви признаци за  съществуването на частици тъмната материя тази година. Снимка: Sanford Underground Research Facility

Но всички такива експерименти многократно останаха безуспешни. През август и септември, например, три екипа, заети с търсенето, докладваха, че нямат късмет в откриването на частици тъмна материя. Това са само последните разочароващи доклади за подобни търсения през последните две десетилетия. Един екип от детектор в Италия, наречен DAMA/Libra, декларира, че е открил тъмна материя, но никой не можа да го потвърди и едва ли някой им повярва.

Суперсиметрията не показва признаци на живот

И все пак, физиците продължават търсенето на тъмна материя, до голяма степен, защото те имат още един мотив - съществува идеята, че тъмната материя е направена от нов вид частици - теоретична концепция, известна като суперсиметрия.

Суперсиметрията се харесва на физиците, защото тя загатва начин за разрешаване на нерешените проблеми във физиката, като например включването на гравитацията в Стандартния модел, теорията, която обяснява всички останали сили. Суперсиметрията възникна в резултат на усилията на физиците да разберат симетриите, свързващи силите и материята, също както Айнщайн използва симетриите на пространството и времето, за да развие своята Теория на относителността. Уравненията на суперсиметрията предполагат съществуването на частици-суперпартньори, по-тежки от известните ни сега частици - партньор-частица, носител на взаимодействие, за всяка известна материална частица, и партньор-материална частица за всяка известна частица, носител на взаимодействие. Масивните суперпартньори трябва да имат точно същите свойства, които проявява тъмната материя в космоса - ей ще си взаимодействат само слабо с обикновената материя и затова са получили името WIMP (weakly interacting massive particle или слабо взаимодействащи масивни частици).

Минималния супернесиметричен стандартен модел (MSSM) включва частиците от Стандартния модел, пет Хигс бозона, плюс пълен набор от суперпартньори на тези частици. В жълто и червено са показани фермионите (в жълто кварките, я червено лептоните), в синьо и зелено - бозоните.

Много физици очакваха най-мощният ускорител на частици в света - Големият адронен колайдер - да произведе WIMP. Но също като преките експерименти за откриване на тъмната материя неуспяха да я забележат, от Големия адронен колайдер също докладват, че няма признаци за създаването им.

Този сблъсък в експеримента ATLAS на Големия адронен колайдер бе избран като кандидат в търсенето на суперсиметрични частици. Но учените не откриха никакви доказателства за частиците.

Все още има надежда.

Експериментите в Големия адронен колайдер все още могат да създадат суперпартньори. Детектори за тъмната материя може още уловят WIMP-частиците от космоса. Това е като футболен мач в края на второто полувреме, коментира космологът Роки Колб (Rocky Kolb) от Университета в Чикаго. "Играта не е свършила още", отбелязва той. "Часовникът тиктака, но има още няколко години за проучвания".

Но неуспехите загатват за двойна криза в стремежа ни да разберем Вселената. Ако WIMP-частиците не съществуват, остават два огромни пропуска в това разбиране. Тогава трябва да съществува нещо друго, което да се намесва в движението на галактиките. И нещо различно от суперсиметрията ще бъде необходимо, за да помогне на физиците включат гравитацията в Стандартния модел.

На по-дълбоко ниво този двоен провал поставя под въпрос самата стратегия за успех, утвърдила се във физиката на 20-ти век. Може би силата на принципите на симетрия да разкрива тайните на природата вече е изтощена и се очаква да се открие нова концепция за изследване на тайните на природата.

Увереността, че трябва да се съчетаят концепциите за тъмната материя и суперсиметрията, може да се окаже по-скоро пожелателно мислене, отколкото строга логика. 

Така че може би нещо изключително революционно се спотайва зад сегашните неуспехи. Или може би не. Тъмният източник на гравитация, нарушаващ движението на галактиките, може просто да са частици, различни от WIMP. Възможно е много леки фини хипотетични частици, наречени аксиони (Axion). Или може би тъмната материя се състои от черни дупки, разпръснати в и около галактиките.

Във всеки случай неуспехът да се намери или направи частица тъмна материя може да ни предпази от други гафове, за които се притеснява физикът Колб.

"Преди пет години бях загрижен, че ще има индикации за нова физика от експерименти в Големия адронен колайдер и детектори за директно откриване, и че ще навлезем в период на объркване в опита си да съгласуваме сигналите", коментира той. "Е, сега нямаме този проблем."


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Физика

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.