"متیو مک‌کلو" فیزیکدان نظری از سرن سوئیس و سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا گفت که گره‌گشایی از این اسرار می‌تواند "ما را فراتر از درک فعلی ما از طبیعت برساند و تغییر بزرگی در دید ما نسبت به جهان بوجود آورد".
دو یافته‌ای که می‌تواند دنیا را عوض کند
مهمترین قوانین فیزیکی که در کتابی به نام "مدل استاندارد" حدود ۵۰ سال پیش نوشته شده آمده و طی ده‌ها آزمایش تایید شده‌اند. این قوانین شالوده توصیفات ذرات و نیروهای تشکیل دهنده حاکم بر جهان هستند و علاوه بر قوانین به توضیح کوچکترین ذرات نیز پرداخته‌اند. "الکسی پتروف"، فیزیکدان ذرات دانشگاه ایالتی وین می‌گوید: "ذرات جدیدی که اکنون در موردش صحبت می‌کنیم، ممکن است فراتر از تحقیقات ما باشد".
میون‌ها
همه این آزمایشات درباره "میون" است. "دیوید کاپلان"، فیزیکدان نظری دانشگاه جان هاپکینز می‌گوید هدف از این آزمایشات این است که کوچکترین ذراتی که جهان را بوجود می‌آورند را از هم جدا کرده و رفتارهای آنها و فضای ظاهراً خالی بین آنها را بررسی کنیم. کاپلان گفت: "این موضوع فقط شامل ماده نمی‌شود، اکنون بنظر می‌رسد این ذرات در چیزی هستند که به نظر می‌رسد هم فضا و هم زمان را پُر می‌کند. اینها میدان‌های کوانتومی هستند که ما می‌خواهیم با در خلاء قرار دادن آنها بفهمیم از آنها سرانجام چه چیزی بیرون می‌آید".
هر دو مجموعه از نتایج شامل ذره‌ای زودگذر و عجیب به نام میون است. میون پسر عموی سنگین‌تری برای الکترونی است که به دور مرکز اتم می‌چرخد. اما میون بخشی از اتم نیست، ناپایدار است، به طور معمول فقط برای دو میکروثانیه وجود دارد و با جذب الکترون می‌تواند اتم میونیم را بسازد که شعاع آن تقریبا برابر اتم هیدروژن است. بعد از کشف آن در پرتوهای کیهانی در سال ۱۹۳۶ دانشمندان چنان گیج و سردرگم شدند که یک فیزیکدان مشهور پرسید "چه کسی دستور وجود این ذره را داده است؟" تاکنون فیزیک شانزده ذره زیراتمی دیگر مانند میون را شناسایی کرده است.
اول، آزمایشات شیکاگو:
طی این آزمایشات، میون‌ها به دور یک مسیر مغناطیسی فرستاده می‌شوند که مدت زمان پایداری ذرات را به اندازه‌ای نگاه می‌دارد تا محققان بتوانند از نزدیک آنها را بررسی کنند. نتایج اولیه نشان می دهد که "چرخش" مغناطیسی میون‌ها ۰.۱ درصد با آنچه مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کند، تفاوت دارد. این تفاوت ممکن است از نظر شما و بنا به کوچکی زیاد، چیز مهمی به نظر نرسد، اما از نظر فیزیک ذرات، این رقم بسیار بسیار بزرگ است. بعلاوه آنها متوجه شدند که میون‌ها با سرعتی بیشتر از حد انتظار حرکت می‌کنند که این خود می‌تواند بعلت وجود یک نیروی جدید باشد، و یا یک ذره جدید که میون‌ها را جذب یا دفع می‌کند. محققان به یک یا دو سال دیگر نیاز دارند تا تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از تمام دورهای این حلقه ۱۴ متری را به پایان برسانند و اگر نتایج تغییری نكند، یک كشف بزرگ دیگر انجام شده است.
دوم، آزمایشات هادرون:
به طور جداگانه، در بزرگترین خردکننده اتم جهان در کرن سوئیس، فیزیکدانان پروتون‌ها را به هم می‌کوبند تا بشکنند و سپس بتوانند ببینند پس از آن چه اتفاقی می‌افتد. یکی از چندین آزمایش انجام شده در آنجا برای بررسی ذراتی‌ست به نام "زیبایی" یا "برخورد کوارک‌های پایین". مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کند که این بر اثر برخورد کوارک زیبایی، باید به تعداد مساوی الکترون و میون بوجود آید. در هادرون این کار را برای هزاران بار انجام می‌دهند تا مطمئن شوند در همه هزاران بار تعداد الکترون‌ها و میون‌ها کاملا مساوی‌ست.
اما این چیزی نیست که اتفاق می‌افتد!
محققان آزمایشگات "شلدون استون" از دانشگاه سیراکیوز گفتند که داده‌های مربوط به چندین سال با چند هزار مورد برخورد را بررسی کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که با ۱۵ درصد اختلاف، تعداد الکترون‌ها بیشتر از میون‌ها بوده است.
صبر کنید
صبر کنید، هنوز نتیجه هیچ یک از این آزمایش‌ها، یک کشف رسمی نیست زیرا هنوز هم احتمال کمی وجود دارد که نتایج اشتباه باشد. محققان می‌گویند انجام آزمایش‌های بیشتری، در هر دو مورد برنامه‌ریزی شده بطوریکه بتواند طی یک یا دو سال آینده به آماری فوق‌العاده دقیقتر و نزدیکتر به اصل دست یابد. کاپلان می‌گوید اگر نتایج این آزمایشات تایید شود، "همه محاسبات انجام شده در جهان فیزیک ذرات باید مجددا محاسبه شود. وی توضیح داد که ممکن است نوعی ذره، یا نیروی کشف نشده وجود داشته باشد که می‌تواند هر دو نتیجه عجیب را توضیح دهد، یا اینها ممکن است صرفا اشتباه و خطا در اندازه‌گیری و بررسی ما باشد". اگر این نتیجه راهی برای کشف نیروی پنجم باشد، اکنون فیزیکی که در تلاش برای کاهش دادن چهار نیروی بنیادین (گرانش، الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی و هسته‌ای ضعیف) به یکی‌ست، با مسئله جدیدی روبرو می‌شود. و اگر یک ذره جدید باشد آنگاه باید جایی برای آن در مدل استاندارد بیابند بطوریکه جدول بهم نخورد. ذرات زیراتمی (که اکنون هفده‌تا هستند) را نمی‌توان به اجزای کوچکتری تقسیم کرد.
در سال ۲۰۱۱، یافته عجیبی اعلان شد که می‌گفت بنظر می‌رسد ذره‌ای به نام نوترینو با سرعت بیشتری نسبت به نور حرکت می‌کند، که این خود تهدیدی برای مدل استاندارد و فیزیک بود، اما بعدها مشخص شد که این نتیجه یک مشکل اتصال برق شل در آزمایش بوده است. اگر نوترینوها سرعتی بیشتر از نور می‌داشتند بسیاری از مسائل در فیزیک عوض می‌شد.
استون گفت: "ما تمام اتصالات کابل‌ها را بررسی کردیم و هر آنچه را که می‌توانستیم در بازنگری بررسی داده‌های خود انجام دادیم. ما به نوعی به نتایجمان اعتماد داریم، اما واقعیت آنست که نمی‌توان چیزی را به قطعیت گفت".
 |
