تكبير / بعض المعدات (وعضو الفريق) التي صنعت هذا عمل جديد ممكن. مختبر هولغر مولر
القياسات في الفيزياء هي أشياء مضحكة. كنت آمل ذلك محاولات لتحديد بعض الخصائص الأساسية لل سوف يتبع الكون نمطًا بسيطًا: سيبدأون بشكل كبير أشرطة الخطأ ، ولكن مع مرور الوقت ، تتحسن تكنولوجيا القياس و أشرطة الخطأ يتقلص. من الناحية المثالية ، ستبقى القيمة جيدة ضمن الخطأ السابق.
انها تقريبا لا تعمل حقا من هذا القبيل. في كثير من الحالات، تجمع القياسات معًا لفترة من الوقت قبل أن تصنع مجموعة جديدة قفزة إلى مكان آخر ، خارج حدود الخطأ. وحتى التكنولوجيا تتحسن ، بعض مجموعات من أشرطة الخطأ ترفض بعناد ل تداخل. تشير ورقة جديدة صدرت هذا الأسبوع إلى أن هذا هو الحال مع ثابت البنية الجميلة ، والذي يصف قوة القوة الكهرومغناطيسية. ولكن بدلا من الطباشيره تقلبات القياس ، يشير الباحثون إلى أن يمكن أن يكون الاختلاف حقيقيًا ويخبرنا بشيء حول ما قد تقع الفيزياء وراء النموذج القياسي.
بخير العزيز
ثابت البنية الدقيقة هو مقياس للكهرومغناطيسية القوة ، وهذه القوة تظهر في عدد كبير من الظواهر. هذه يعني أن هناك الكثير من الطرق لإجراء القياسات التي تخبرنا شيء عن قيمة ثابت البنية الجميلة. عندما تكون يأتي إلى قياسات عالية الدقة ، توصل الباحثون طريقتين مختلفتين للقيام بذلك. الأول يعتمد على الجسيمات الفيزياء والقياسات المباشرة للخصائص المغناطيسية لل الإلكترون. والثاني هو دراسة كيفية تفاعل الذرات ضوء.
بمرور الوقت ، توصلنا إلى طرق أفضل لقياس كلاهما هذه ، وتقلصت أشرطة الخطأ على قياساتنا وفقا لذلك. وبينما حصلت القيم التي تنتجها أقرب ، أشرطة الخطأ ترفض بعناد التداخل.
بيانات الورقة الجديدة هي تقرير عن قياس جديد ، هذا واحد باستخدام التفاعلات بين الفوتونات والذرات. التجربة نفسه مدهش جدا. مثل موجة LIGO الجاذبية كاشفات ، فإنه يعتمد على حقيقة أن التدخل بين الأمواج يمكن تسجيل تغييرات طفيفة للغاية في الموقع. على عكس LIGO ، ومع ذلك ، فإن الأمواج ليست خفيفة. انهم ذرات. الاستفادة من الطبيعة الكمومية للذرات ، يرسل الباحثون عناقيد منها على مسارات مختلفة مثل الأمواج ومن ثم حملهم على التدخل بعضهم البعض.
الليزر تستخدم لتوجيه الذرات على طول المسارات ، مما يجعل تدخل شديد الحساسية للتفاعلات بين فوتونات الليزر والذرات. وقوة هؤلاء التفاعلات ، كما قلنا ، تتأثر بقيمة الغرامة هيكل ثابت. توفر القياسات الجديدة ثلاثة أضعاف الحد من الخطأ مقارنة بالعمل السابق ، مع دقة يجري داخل ± 2 × 10-10.
لكن القصة الكبيرة هنا هي مجموعة القيم التي يغطيها هؤلاء شريط الاخطاء. يتم احتواء نطاق القيم بالكامل داخل أشرطة الخطأ للقياس السابق مصنوعة باستخدام ذرة تداخل. ولا يتداخل أي من هذه القياسات على الإطلاق مع قياس أعلى دقة القيام به عن طريق القياس مباشرة الإلكترون. الفرق بين القياسين له أهمية 2.4 سيغما.
ماذا لو كان حقيقيا؟
لن يكون من غير المعقول توقع ذلك ، مع المزيد القياسات ، وهذا الفرق يتقلص أو حتى تختفي تماما. ولكن هناك بعض الأسباب للاعتقاد بأنه قد لا يكون كذلك. ال العلاقة بين سلوك الإلكترون والبنية الدقيقة تم تعيين ثابت من قبل النموذج القياسي ، وكان هناك الكثير من طرحت أفكار حول كيفية تحسين النموذج القياسي. بعض من هذه سيغير سلوك الإلكترون ، لذلك قرر الباحثون أن يأخذوا الفرق بين القياسات عنجد. وبعبارة أخرى ، افترضوا أن كلا القياسات كانت الحق والنظر في كيفية التغييرات في النموذج القياسي يمكن إنتاج الفرق واضح بينهما.
حالة واحدة حيث هذه المسألة هي الجسيمات الافتراضية تسمى أ الفوتون المظلم. الفوتونات المظلمة سوف تحدث فرقا في قياسات البنية الدقيقة الثابتة ، لكنها ستكون في الاتجاه المعاكس للفرق ينظر في هذه التجارب. في وبعبارة أخرى ، فإن الفوتونات الداكنة تجعل الأمور أسوأ. على نقيض ذلك، جسيم افتراضي آخر ، بوزون المتجه المحوري المظلم ، ليس كذلك استبعد هذا القياس الجديد.
هذا لا يعني أن هذه التجارب قد أخبرتها بشكل قاطع لنا أي شيء عن هذه الملحقات الافتراضية لمعيار نموذج. لا تزال هناك فرصة لقياسات الإلكترون خطأ ، وهناك بعض المشاريع في الأعمال التي ستكون قادرة على قول المزيد عن هذا الاحتمال. لكنه يظهر بالتأكيد هذه المشاريع تستحق المتابعة ، منذ اختلاف مستمر على مدى عدة قياسات مستقلة ستبدأ في النظر مثير للإعجاب.
وعلى صعيد جانبي لا صلة له بالموضوع ، فإن الباحثين وراءهم ملاحظة العمل الجديدة التي توفر أيضا وسيلة موحدة ل قياس الكتلة المطلقة للذرات ، والتي يمكن استخدامها ل توفير وسيلة لتحديد كيلوغرام دون الاعتماد على قطع من معدن. علاوة!
Science ، 2018. DOI: 10.1126 / science.aap7706 (About دويس).
