Nedavna značajna postignuća pod vodstvom CERN-a, Europske organizacije za nuklearna istraživanja, otkrivaju dublje uvide u temeljnu prirodu našeg svemira.
Eksperimenti koji se trenutno provode u CERN-u usmjereni su na istraživanje najmanjih građevnih blokova materije i sila koje ih upravljaju. Kako prenosi The Debrief, razotkrivanje dinamike ovih sila omogućuje znanstvenicima da se približe boljem razumijevanju podrijetla, strukture i ponašanja svemira.
CERN, međuvladina organizacija, dom je najvećeg i najnaprednijeg laboratorija za fiziku čestica na svijetu. Također, ovdje se nalazi poznati Veliki hadronski sudarač (na engl. Large Hadron Collider – LHC), prsten dugačak 27 kilometara sastavljen od supravodljivih magneta koje istraživači koriste za povećanje energije čestica, omogućujući eksperimente koji nisu mogući nigdje drugdje na Zemlji i otkrivajući tragove o nekim od najintrigantnijih pitanja koja fizičari imaju o prirodi materije i energije.
Posljednjih tjedana, niz postignuća ostvarenih uz pomoć CERN-a označio je značajne korake prema rješavanju ovih trajnih pitanja o svemiru. U travnju su istraživači koji rade u ovoj ustanovi najavili novi korak u mjerenju kuta elektroslabog miješanja, što će dodatno poboljšati razumijevanje Standardnog modela fizike čestica.
Ovo postignuće, dio tekuće suradnje sa istraživačima sa Sveučilišta u Rochesteru i članovima globalne zajednice fizičara čestica, pomoći će rasvijetliti uvjete koji su neposredno slijedili nakon eksplozivnog rođenja našeg svemira i pružiti nove uvide u trajne misterije fizike čestica.
Na čelu istraživanja bio je eksperimentalni fizičar Arie Bodek sa Sveučilišta u Rochesteru, a rad je proveden uz podršku vodećeg europskog laboratorija za fiziku čestica i poznatog Velikog hadronskog sudarača (LHC) u CERN-u, te je bio dio suradnje Compact Muon Solenoid (CMS).
Weinbergov kut
Ključni element Standardnog modela, kut elektroslabog miješanja ili Weinbergov kut, koristi se od strane fizičara za opisivanje relativne snage elektromagnetskih i slabih sila, kao i načina na koji se kombiniraju u elektroslabu interakciju. Mjerenje ovog kuta pomaže u razumijevanju temeljnih sila svemira i načina na koji one djeluju na izuzetno malim skalama, što znanstvenici vjeruju da će pružiti dublje uvide u svojstva materije i energije.
Ovi uvidi mogli bi značajno poboljšati naše razumijevanje Standardnog modela, koji opisuje našu trenutnu najbolju spoznaju o interakcijama čestica i predviđa brojne pojave u fizici i astronomiji.
Teorija elektroslabih sila vuče korijene iz promatranja iz 19. stoljeća koja su prvotno povezala elektricitet i magnetizam, što je potom dovelo do veza sa slabom silom unutar atomskih jezgri koja je sada odgovorna za radioaktivni raspad i proizvodnju energije u zvijezdama. Prema teoriji elektroslabih sila, sve se te sile zapravo gledaju kao slabi oblici jedne sile.
“Nedavna mjerenja Weinbergovog kuta su izuzetno precizna, izračunata iz sudara protona u CERN-u, i jačaju razumijevanje fizike čestica“, rekao je Bodek u nedavnoj izjavi. Rad Bodeka i njegovog tima nadovezuje se na otkriće Higgsovog bozona 2012. godine, čestice koja igra ključnu ulogu u razotkrivanju podrijetla mase u svemiru.
Nedavna istraživanja tima iz Rochestera proizvela su jedno od najpreciznijih mjerenja Weinbergovog kuta ikada izvedenih u CERN-u ili drugdje. Nedavna mjerenja također su u skladu sa Standardnim modelom, za razliku od prošlih mjerenja koja su postavljala više pitanja nego odgovora.
Diplomirani student Rhys Taus i postdoktorand Aleko Khukhunaishvili koristili su nove tehnike kako bi značajno povećali preciznost nedavnih mjerenja. To je omogućilo timu da značajno smanji sustavne nesigurnosti koje su ometale prethodne pokušaje mjerenja.
“Tim iz Rochestera razvija inovativne tehnike i mjeri ove elektroslabe parametre od 2010. godine, implementirajući ih u LHC“, rekao je Bodek. Korištenjem dubljeg razumijevanja Weinbergovog kuta, budući napori će moći bolje razumjeti temeljne sile, pružajući fizičarima dublje razumijevanje materije i energije na njihovim najmanjim manifestacijama.
Nova mjerenja Weinbergovog kuta samo su jedno od nedavnih postignuća omogućenih uz pomoć CERN-a koja pružaju fizičarima značajne nove tragove o unutarnjim mehanizmima prirode i svemira.
Prošlog tjedna, The Debrief je izvijestio o prvom uspješnom demonstriranju kvantne spregnutosti u top kvarkovima, označavajući još jedno revolucionarno otkriće koje baca novo svjetlo na ponašanje temeljnih čestica i njihovih interakcija na udaljenostima koje ne mogu biti postignute komunikacijom brzinom svjetlosti.
Postignuće najavljeno prošlog tjedna, predvođeno profesoricom Reginom Demina, također sa Sveučilišta u Rochesteru, proširuje zbunjujući fenomen poznat kao “sablasno djelovanje na daljinu” na neke od najtežih poznatih čestica i pruža nove uvide u kvantnu mehaniku visokih energija.
“Ove nove tehnike označile su novu eru preciznih testova predviđanja Standardnog modela“, rekao je Bodek o nedavnim istraživanjima provedenim u CERN-u
