CERN detecteert voor het eerst kwantumoscillaties

Afgelopen dinsdag zijn CERN-teams erin geslaagd te bewijzen dat subatomaire deeltjes (in dit geval een Mason magie), Zou je Het schommelt tussen zijn normale toestand en de antideeltjestoestand (Een soort spiegelbeeld van zichzelf, bijna identiek, maar in een andere kwantumtoestand) omgekeerd. Hun bevindingen zijn beschikbaar Hier.

Toegegeven, we weten al meer dan 60 jaar dat sommige subatomaire deeltjes (dat wil zeggen kleiner dan atomen) kunnen reizen als een mengsel van dit deeltje en het overeenkomstige antideeltje. Maar hier komt het echt op neer hetzelfde deeltje Die veranderde staat, en Omkeerbare methode:. Maar bovenal hebben deze twee suspensies van hetzelfde deeltje twee verschillende gewichten!

Gegarandeerde nauwkeurigheid

Om dit resultaat te bereiken, moesten de CERN-teams hun inspanningen verdubbelen. Binnen de bekende LHC (voorHC Large Hadron Collider), moeten ze de beroemde mesonen hebben geproduceerd om protonen met grote snelheid tegen elkaar te bombarderen. Allesbehalve eenvoudig, gezien de omvang van de zaken. Het is daarom essentieel om de geproduceerde mesonen te monitoren. Het is ook moeilijk, omdat ze slechts een paar millimeter reizen voordat de behuizing wordt vervangen.

Toen dit meson eenmaal was gespot, moesten we erin slagen om de enige gegevens waarvan we zeker weten dat ze spelen op dit deeltje – antideeltjesoscillatie – heel nauwkeurig te meten: het verschil in massa tussen deze twee objecten.

Nogmaals, dit is erg moeilijk: het gaat om het meten van twee kleine objecten, alsof ze elkaar overlappen (in een geval genaamd kwantumsuperpositie). Ze slaagden er uiteindelijk in en merkten het verschil op tussen huizen die ‘ver’ reisden en huizen die sneller stopten.

En zo kwam het CERN-team tot een schokkende conclusie: tussen een deeltje en een antideeltje merkten ze een verschil van … 10^-38 gram. Of minder dan een miljardste van een miljardste van een miljardste van een gram!

Hoewel dit verschil subtiel of zelfs vluchtig lijkt, is het in werkelijkheid van groot belang; Volgens PhysX is dit een open deur naar het bestuderen van enkele van de grootste vragen in de natuurkunde, buiten ons standaardmodel.

Venster buiten het standaardformulier

zo genoemd Standaard vorm In de deeltjesfysica is het een paradigma dat de oneindigheid van kleinheid regeert. Het probeert de interacties tussen verschillende deeltjes te verklaren. Het is een model dat goed werkt; Het maakt het nu mogelijk om een ​​breed scala aan fysische verschijnselen te verklaren en te voorspellen. Dit standaardmodel is gastvrij en geruststellend voor wetenschappers. Maar onderaan is dat grijze gebied, waar het Standaardmodel stopt. Van daaruit begint een wereld van onzekerheid, waarin elke theorie nog moet worden opgehelderd.

Afgezien van het standaardmodel zijn alle aannames toegestaan ​​en zijn de spelregels weinig bekend. Dit maakt prospectie uiteraard erg moeilijk. Nu wetenschappers deze oscillatie tussen twee kwantumtoestanden hebben bevestigd, blijft hun oorsprong onbekend. Concreet kan deze asset buiten het standaardmodel vallen. Een van de belangrijkste toekomstige doelen zal dus zijn om te controleren of deze veranderingen worden veroorzaakt door een deeltje van het standaardmodel … of door een tot nu toe onbekend deeltje, dat op zijn beurt moet worden geïdentificeerd en vervolgens bestudeerd. Als deze ontdekking zo belangrijk is, is dat niet omdat het een onmiddellijke revolutie teweegbrengt. Het lijkt een beetje op het graven van een gat in een ijsschots, waarbij je alleen maar een haak hoeft te gooien om te beginnen met verkennen. Het valt nog te bezien wat de CERN-teams in de toekomst zullen oppikken!