อนุภาคที่แปลกประหลาดบินออกมาจากน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาและพวกเขาอาจทำลายฟิสิกส์สมัยใหม่

มีบางสิ่งที่ลึกลับมาจากพื้นดินแช่แข็งในแอนตาร์กติกาและมันอาจทำลายฟิสิกส์ได้ตามที่เรารู้

นักฟิสิกส์ไม่รู้ว่ามันคืออะไร แต่พวกเขารู้ว่ามันเป็นรังสีจักรวาลบางอย่าง-อนุภาคพลังงานสูงที่ระเบิดผ่านทางอวกาศเข้าสู่โลกและกลับออกมาอีกครั้ง แต่นักฟิสิกส์อนุภาครู้เกี่ยวกับ - การรวบรวมอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกแบบจำลองมาตรฐาน (SM) ของฟิสิกส์อนุภาค- ไม่ควรทำเช่นนั้น แน่นอนว่ามีนิวตริโนพลังงานต่ำที่สามารถเจาะทะลุไมล์ได้หลายไมล์จากหินที่ไม่ได้รับผลกระทบ แต่นิวตริโนพลังงานสูงเช่นเดียวกับอนุภาคพลังงานสูงอื่น ๆ มี "ภาพตัดขวางขนาดใหญ่" นั่นหมายความว่าพวกเขามักจะชนเข้ากับบางสิ่งบางอย่างในไม่ช้าหลังจากซิปเข้าสู่โลกและไม่เคยทำให้มันออกมาอีกด้านหนึ่ง

และยังตั้งแต่มีนาคม 2559นักวิจัยทำให้งงสองเหตุการณ์ในแอนตาร์กติกาที่รังสีคอสมิคระเบิดออกมาจากโลกและถูกตรวจพบโดยนาซ่าเสาอากาศชั่วคราวของแอนตาร์กติกหุนหันพลันแล่น (Anita)-เสาอากาศที่เกิดจากบอลลูนลอยอยู่เหนือทวีปทางใต้

Anita ได้รับการออกแบบมาเพื่อตามล่ารังสีคอสมิคจากอวกาศด้านนอกดังนั้นชุมชนนิวตริโนพลังงานสูงจึงคึกคักด้วยความตื่นเต้นเมื่อเครื่องมือตรวจพบอนุภาคที่ดูเหมือนจะระเบิดขึ้นจากโลกแทนที่จะซูมลงจากอวกาศ เนื่องจากรังสีคอสมิคไม่ควรทำเช่นนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงเริ่มสงสัยว่าคานลึกลับเหล่านี้ทำจากอนุภาคที่ไม่เคยเห็นมาก่อนหรือไม่

ตั้งแต่นั้นมานักฟิสิกส์ได้เสนอคำอธิบายทุกประเภทสำหรับรังสีคอสมิค "ขึ้นไป" เหล่านี้จากเหล่านี้นิวตริโนที่ผ่านการฆ่าเชื้อ(นิวตริโนที่ไม่ค่อยมีอะไรเกิดขึ้น) ถึง "การแจกแจงสสารมืดที่ผิดปกติภายในโลก "การอ้างอิงถึงรูปแบบลึกลับของสสารที่ไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับแสง [18 ความลึกลับที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขมากที่สุดในฟิสิกส์-

คำอธิบายทั้งหมดน่าสนใจและแนะนำว่า Anita อาจตรวจพบอนุภาคที่ไม่ได้คิดไว้ในรุ่นมาตรฐาน- แต่ไม่มีคำอธิบายใดที่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีบางสิ่งที่ธรรมดากว่านี้ไม่สามารถทำให้สัญญาณที่ Anita ได้

กระดาษใหม่อัปโหลดวันนี้(26 ก.ย. ) เป็น arxiv เซิร์ฟเวอร์ preprint จะเปลี่ยนไป ในนั้นทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตตแสดงให้เห็นว่ามีอนุภาคพลังงานสูงที่สูงขึ้นกว่าที่ตรวจพบในช่วงเหตุการณ์แอนนิต้าทั้งสอง สามครั้งพวกเขาเขียนIcecube(หอสังเกตการณ์นิวตริโนที่ใหญ่กว่าในอีกแอนตาร์กติกา) ตรวจพบอนุภาคที่คล้ายกันแม้ว่าจะยังไม่มีใครเชื่อมต่อเหตุการณ์เหล่านั้นกับความลึกลับที่ Anita และเมื่อรวมชุดข้อมูล Icecube และ Anita นักวิจัยของ Penn State คำนวณว่าไม่ว่าอนุภาคใดก็ตามที่พุ่งออกมาจากโลกมันมีโอกาสน้อยกว่า 1-in-3.5 ล้านโอกาสในการเป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลองมาตรฐาน (ในแง่เทคนิคทางสถิติผลลัพธ์ของพวกเขามีความมั่นใจใน 5.8 และ 7.0 ซิกม่าขึ้นอยู่กับการคำนวณของพวกเขาที่คุณกำลังดูอยู่)

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

ฟิสิกส์ทำลาย

Derek Fox ผู้เขียนหลักในบทความใหม่กล่าวว่าเขาเจอเหตุการณ์ Anita ครั้งแรกในเดือนพฤษภาคม 2561 ในเอกสารฉบับก่อนหน้านี้พยายามอธิบายพวกเขา

"ฉันเป็นเหมือน 'โมเดลนี้ไม่สมเหตุสมผลเลย'" ฟ็อกซ์บอกวิทยาศาสตร์สด "แต่ผลลัพธ์ [แอนนิต้า] นั้นน่าสนใจมากดังนั้นฉันจึงเริ่มตรวจสอบมันฉันเริ่มพูดคุยกับเพื่อนบ้านของฉันเพื่อนบ้านของฉัน

Fox, Sigurdsson และเพื่อนร่วมงานเริ่มมองหาเหตุการณ์ที่คล้ายกันในข้อมูลที่รวบรวมโดยเครื่องตรวจจับอื่น ๆ เมื่อพวกเขาเจอเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในข้อมูล ICECUBE ที่เป็นไปได้เขากล่าวว่าเขารู้ว่าเขาอาจเจอสิ่งที่เปลี่ยนเกมเพื่อฟิสิกส์ -5 อนุภาคลึกลับที่ซุ่มซ่อนอยู่ใต้ดิน-

สิ่งอำนวยความสะดวกพื้นผิวสำหรับการทดลอง Icecube ซึ่งอยู่ภายใต้น้ำแข็งเกือบ 1 ไมล์ (1.6 กิโลเมตร) ในแอนตาร์กติกา Icecube แนะนำนิวตริโนที่น่ากลัวไม่มีอยู่ แต่การทดลองใหม่บอกว่าพวกเขาทำ(เครดิตภาพ: ความอนุเคราะห์จาก Observatory Neutrino Icecube)

“ นั่นคือสิ่งที่ทำให้ฉันไปจริงๆและดูเหตุการณ์แอนนิต้าด้วยความจริงจังที่สุด” เขากล่าวในภายหลังเพิ่ม“ นี่คือสิ่งที่นักฟิสิกส์มีชีวิตอยู่

ตามที่วิทยาศาสตร์มีชีวิตมีรายงานก่อนหน้านี้ฟิสิกส์ของอนุภาคที่มีพลังงานสูงทดลองได้หยุดนิ่งในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เมื่อระยะทาง 17 ไมล์ (27 กิโลเมตร), Hadron Collider ขนาดใหญ่ 10 พันล้านดอลลาร์ (LHC) เสร็จสมบูรณ์บนชายแดนระหว่างฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ในปี 2552 นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันจะปลดล็อกความลึกลับของการอมตะ-ความลึกลับทางทฤษฎีของอนุภาคที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าอาจมีอยู่นอกฟิสิกส์ปัจจุบัน ตามความสมมาตรของอนุภาคที่มีอยู่ทุกชนิดในแบบจำลองมาตรฐานมีพันธมิตรที่มีความสมมาตร นักวิจัยสงสัยว่าคู่ค้าเหล่านี้มีอยู่เพราะมวลของอนุภาคที่รู้จักนั้นไม่ได้อยู่ในสภาพที่ไม่สมมาตรกับคนอื่น

“ ถึงแม้ว่า SM จะทำงานได้ดีมากในการอธิบายปรากฏการณ์มากมาย แต่ก็ยังมีแต้มต่อมากมาย” Seyda Ipek นักฟิสิกส์อนุภาคของ UC Irvine ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยในปัจจุบันกล่าว "ตัวอย่างเช่นมันไม่สามารถอธิบายถึงการมีอยู่ของสสารมืด [อธิบายความแปลกประหลาดทางคณิตศาสตร์ใน] มวลนิวตริโนหรือความไม่สมมาตรของจักรวาล "

แทนLHC ยืนยัน Higgs Bosonส่วนสุดท้ายที่ตรวจไม่พบของโมเดลมาตรฐานในปี 2012 จากนั้นมันก็หยุดตรวจจับสิ่งอื่นที่สำคัญหรือน่าสนใจ นักวิจัยเริ่มตั้งคำถามว่าการทดลองทางฟิสิกส์ที่มีอยู่ใด ๆ สามารถตรวจจับอนุภาคที่มีความสมมาตรได้หรือไม่

“ เราต้องการความคิดใหม่ ๆ ” เจสซีเชลตันนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่เออร์บานา-แชมเพนบอกกับ Live Science ในเดือนพฤษภาคมในเวลาเดียวกันกับที่ Fox เริ่มสนใจข้อมูล Anita เป็นครั้งแรก

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์หลายคนที่ไม่ได้มีส่วนร่วมใน Penn State Paper บอกกับ Live Science ว่ามีหลักฐานที่ชัดเจน (ถ้าไม่สมบูรณ์) ว่ามีสิ่งใหม่มาถึงแล้ว

“ เป็นที่ชัดเจนตั้งแต่เริ่มต้นว่าหากเหตุการณ์ผิดปกติของ Anita เกิดจากอนุภาคที่แพร่กระจายผ่านโลกหลายพันกิโลเมตรจากนั้นอนุภาคเหล่านั้นก็ไม่ได้เป็นอนุภาค SM SM มาก

“ กระดาษที่ปรากฏในวันนี้เป็นการคำนวณครั้งแรกอย่างเป็นระบบว่าเหตุการณ์เหล่านี้ไม่น่าเป็นไปได้ที่เหตุการณ์เหล่านี้เกิดจาก SM นิวตริโน” เขากล่าวเสริม "ผลลัพธ์ของพวกเขาไม่เหมือนคำอธิบาย SM"

“ ฉันคิดว่ามันน่าสนใจมาก” บิลหลุยส์นักฟิสิกส์นิวตริโนที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับกระดาษและได้ติดตามการวิจัยเกี่ยวกับเหตุการณ์แอนนิต้าเป็นเวลาหลายเดือน

หากอนุภาคแบบจำลองมาตรฐานสร้างความผิดปกติเหล่านี้ควรเป็นนิวตริโน นักวิจัยรู้ว่าทั้งสองเพราะอนุภาคที่พวกเขาสลายตัวและเพราะไม่มีอนุภาคแบบจำลองมาตรฐานอื่น ๆ ที่จะมีส่วนของโอกาสในการทำให้มันผ่านโลกเป็นล้าน

แต่นิวตริโนแห่งพลังงานนี้หลุยส์กล่าวว่าไม่ควรผ่านโลกบ่อยพอสำหรับแอนนิต้าหรือIcecube เพื่อตรวจจับ- ไม่ใช่วิธีการทำงาน แต่เครื่องตรวจจับนิวตริโนเช่น Anita และ Icecube ไม่ได้ตรวจพบนิวตริโนโดยตรง แต่พวกเขาตรวจพบอนุภาคที่นิวตริโนสลายไปหลังจากทุบเข้าไปในชั้นบรรยากาศของโลกหรือน้ำแข็งแอนตาร์กติก และมีเหตุการณ์อื่น ๆ ที่สามารถสร้างอนุภาคเหล่านั้นกระตุ้นเครื่องตรวจจับ บทความนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเหตุการณ์เหล่านั้นจะต้องมีความสมมาตรมากหลุยส์กล่าวแม้ว่าเขาจะเสริมว่าจำเป็นต้องมีข้อมูลมากขึ้น

ฟ็อกซ์และเพื่อนร่วมงานของเขายังคงยืนยันว่าอนุภาคมีแนวโน้มที่จะเป็นทฤษฎีมากที่สุดอนุภาคอมตะเรียกว่า "Stau Sleptons" Stau Sleptons เป็นอนุภาคโมเดลแบบจำลองมาตรฐานที่เรียกว่า Tau Lepton "S" สำหรับ "supersymmetric" (จริง ๆ ) -Sparticles to Neutrinos: อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในจักรวาล-

หลุยส์กล่าวว่าในขั้นตอนนี้เขาคิดว่าระดับความจำเพาะนั้นเป็น "การยืดออกไปเล็กน้อย"

ผู้เขียนสร้างกรณีทางสถิติที่แข็งแกร่งว่าไม่มีอนุภาคทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเดินทางผ่านโลกด้วยวิธีนี้เขากล่าว แต่ยังไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะแน่นอน และมีไม่เพียงพอที่พวกเขาจะสามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าอนุภาคทำอะไรในการเดินทาง

ฟ็อกซ์ไม่ได้โต้แย้งว่า

“ ในฐานะผู้สังเกตการณ์ไม่มีทางที่ฉันจะรู้ได้ว่านี่เป็น stau” เขากล่าว "จากมุมมองของฉันฉันไปเที่ยวรอบ ๆ พยายามค้นพบสิ่งใหม่ ๆ เกี่ยวกับจักรวาลฉันมาถึงปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดจริงๆและจากนั้นกับเพื่อนร่วมงานของฉันเราทำการค้นหาวรรณกรรมเล็กน้อยเพื่อดูว่าใครเคยคิดว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นจริงหรือไม่

เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาพบโซ่ยาวของเอกสารจากนักทฤษฎีคาดการณ์ว่า Stau นอนหลับอาจปรากฏขึ้นเช่นนี้ในหอสังเกตการณ์นิวตริโน และเนื่องจากเอกสารเหล่านั้นถูกเขียนขึ้นก่อนที่ความผิดปกติของแอนนิต้าฟ็อกซ์จึงกล่าวว่าชี้ให้เห็นอย่างยิ่งต่อเขาว่านักทฤษฎีเหล่านั้นเข้ามาทำอะไรบางอย่าง

แต่ยังมีความไม่แน่นอนอยู่มากมายในหน้านั้นเขากล่าว ตอนนี้นักวิจัยเพิ่งรู้ว่าไม่ว่าอนุภาคนี้จะเป็นอย่างไร

อะไรต่อไป

นักฟิสิกส์ทุกคนที่พูดคุยกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิตเห็นด้วยว่านักวิจัยจำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่า Anita และ Icecube มีการแตกสมมาตร เป็นไปได้ Fox กล่าวว่าเมื่อนักวิจัย Icecube ขุดลงในคลังข้อมูลของพวกเขาพวกเขาจะพบมากขึ้นเหตุการณ์ที่คล้ายกันซึ่งก่อนหน้านี้ไม่มีใครสังเกตเห็น Louis และ Bustamante ทั้งคู่กล่าวว่า NASA ควรใช้เที่ยวบินแอนนิต้ามากขึ้นเพื่อดูว่าอนุภาคขึ้นที่คล้ายกันที่คล้ายกันเปิดขึ้นหรือไม่

“ สำหรับเราที่จะมั่นใจว่าเหตุการณ์เหล่านี้ไม่ได้เกิดจากสิ่งแปลกปลอมที่ไม่รู้จัก - พูดว่าคุณสมบัติที่ไม่ได้ใช้งานของน้ำแข็งแอนตาร์กติก - เราต้องการเครื่องมืออื่น ๆ เพื่อตรวจจับเหตุการณ์เหล่านี้ด้วย” Bustamante กล่าว

ทีมเตรียม Anita สำหรับการบินผ่านน้ำแข็งแอนตาร์กติก(เครดิตภาพ: นาซ่า)

ในระยะยาวหากผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการยืนยันและรายละเอียดของอนุภาคที่ทำให้พวกเขาถูกตอกตะปูลงนักวิจัยหลายคนกล่าวว่าความผิดปกติของ Anita อาจปลดล็อกฟิสิกส์ใหม่ที่ LHC

“ การสังเกตใด ๆ ที่อนุภาคที่ไม่ใช่ SM จะเป็นตัวเปลี่ยนเกมเพราะมันจะบอกเราว่าเส้นทางใดที่เราควรใช้หลังจาก SM” Ipek กล่าว "ประเภทของอนุภาค [supersymmetric] ที่พวกเขาอ้างว่าได้ผลิตสัญญาณของการนอนหลับยากมากที่จะผลิตและตรวจจับที่ LHC"

"ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจมากถ้าพวกเขาสามารถสังเกตได้จากการทดลองประเภทอื่นแน่นอนถ้านี่เป็นจริงเราจะคาดหวังว่าจะมีการสังเกตบันไดของอนุภาค [supersymmetric] อื่น ๆ ที่ LHC ซึ่งจะเป็นการทดสอบเสริมของการเรียกร้อง"

กล่าวอีกนัยหนึ่งความผิดปกติของ Anita สามารถให้ข้อมูลสำคัญแก่นักวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นในการปรับแต่ง LHC อย่างถูกต้องเพื่อปลดล็อกความสมมาตรมากขึ้น การทดลองเหล่านั้นอาจเป็นคำอธิบายสำหรับสสารมืด-

ตอนนี้ฟ็อกซ์กล่าวว่าเขาเพิ่งหิวสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-

ฟิสิกส์ทำลาย

อะไรต่อไป

相關貼文