kozmos.hr
Jeste li znali?

Raspadanje kaona ukazuje na ‘novu fiziku’ izvan standardnog modela

Standardni model čestica. Izvor: Daniel Dominguez/CERN.
objavljeno

Standardni model vrlo dobro opisuje međudjelovanje elementarnih čestica i njihovih sila, kao i mnoge fizičke pojave kojima svjedočimo u svakodnevnom životu. Unatoč tome, u posljednje vrijeme javlja se sve više eksperimentalnih opažanja koja odstupaju od predviđanja ovog široko prihvaćenog modela.

Sve više naznaka ‘nove fizike’

Novo istraživanje, objavljeno u znanstvenom časopisu Physics Letters B., jedno je od mnogih koja pružaju dokaze za postojanje “nove fizike”. Studiju su proveli znanstvenici sa Sveučilišta u Bonnu, a vodeći autor, Chien-Yeah Seng, predstavit će rezultate Američkom društvu za fiziku sredinom listopada.

Komentirajući standardni model čestica, dr. Chien-Yeah Seng, istraživač na Institutu za radijaciju i nuklearnu fiziku Helmholtz na Sveučilištu u Bonnu, izjavio je; “Postoje i pitanja na koja ova teorija ne može odgovoriti. Većina istraživača pretpostavlja da se 95% našeg svemira sastoji od tamne tvari i tamne energije, koje ne možemo izravno otkriti pomoću naših mjerila, no postojanje ovih tajanstvenih komponenti ne može se zaključiti iz standardnog modela.”

Promatranja kaona dovode u pitanje standardni model

Mnogi istraživači stoga pretpostavljaju da standardni model nije konačno rješenje zagonetke, već ga je potrebno nadopuniti ili čak temeljito promijeniti. U tom smjeru ide i sve veći broj eksperimentalnih nalaza, pogotovo kada je u pitanju raspadanje kaona.

Kaoni su čestice otkrivene 1947., a radi se o sastavnim dijelovima kozmičkih zraka koje izviru iz zvijezda i galaksija. Nisu stabilni te se raspadaju nakon nekoliko milijarditih dijelova sekunde.

Kvark struktura pozitivnog kaona. Izvor: Wikimedia Commons.
Struktura kvarkova za pozitivni kaon (K⁺). Izvor: Wikimedia Commons.

Tri mogućnosti

U standardnom modelu, raspadanje kaona matematički se mjeri parametrom Vus. Do problema dolazi prilikom mjerenja različitih obrazaca raspada kaona jer se dobiveni Vus-ovi ne poklapaju.

“To bi mogao biti pokazatelj fizike koja se ne uklapa u Standardni model”, tvrdi Seng. Ipak, postoje tri mogućnosti za ova odstupanja; pogreške prilikom mjerenja, nepreciznost mjerenja unutar standardnog modela ili netočnost standardnog modela čestica.

“Prvo objašnjenje zasad se smatra malo vjerojatnim”, naglašava profesor Dr. Ulf Meißner s Instituta Helmholtz. “Za početak, sada možemo dosta precizno odrediti Vus u eksperimentima. Kao drugo, ta su mjerenja ponavljana mnogo puta.”

https://kozmos.hr/fizicari-sintetizirali-2-d-materijal-koji-gotovo-krsi-zakone-fizike/

Neki smatraju da i dalje nije u potpunosti jasno jesu li izračuni unutar standardnog modela precizni. Iako ona ovise o radu iznimno snažnih superračunala, radi se samo o približnim izračunima. Čak i naši najbrži uređaji, trebali bi raditi nekoliko desetljeća kako bi mogli biti sigurni u njihovu preciznost.

“Potrebna nam je velika točnost kako bismo bili dovoljno sigurni da je odstupanje između Vus vrijednosti doista pokazatelj greške u standardnom modelu”, dodaje Seng.

Nova metoda za ‘novu fiziku’

Malezijski istraživač, zajedno sa svojim timom, tvrdi kako je razvio mnogo bržu metodu mjerenja.”Da bismo to učinili, rastavili smo problem preciznog izračuna Vus-a, u mnoge jednostavnije potprobleme”, tvrdi Seng. “To je omogućilo mnogo brže i točnije utvrđivanje vrijednosti Vusa pri raspadu kaona.”

Rezultati su potvrdili nepoklapanje Vus vrijednosti. “Nova fizika” izvan Standardnog modela, dobila je na težini. “Ipak ne možemo biti potpuno sigurni”, kaže Seng. “Naši izračuni moraju postati još precizniji, ali ako se naši rezultati potvrde, to bi sigurno bio jedan od najvažnijih nalaza unutar fizike čestica u posljednjih nekoliko godina.”

https://kozmos.hr/novo-otkrice-prokazalo-rupe-u-standardnom-modelu/

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Chien-Yeah Seng et al, High-precision determination of the K3 radiative corrections, Physics Letters B (2021). DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136522

Anonymus (13. rujna 2021.) Study provides evidence for ‘new physics’, University of Bonn, Phys.org (pristupljeno 14. rujna 2021.)

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.