Vino si tu pe pagina de Facebook pentru o stire de stiinta, explicata simplu, in fiecare zi!
Pagina de Facebook!
În fiecare zi, o nouă fotografie din universul nostru fascinant împreună cu o explicaţie scrisă de către un astronom profesionist: Astronomy Picture Of the Day
   
Fizica Povestita

I
Fizica Povestita

Cum se face o descoperire in fizica particulelor

Autor: 49

Nu putem întelege cum opereaza stiinta astazi fara a întelege cum se fac descoperirile în fizica particulelor elementare si care este metoda prin care rezultatele sunt publicate în o revista de stiinta, dupa ce sunt analizate si acceptate de experti independenti. Materialul de mai jos a fost trimis si catre HotNews, care a folosit citate în articolul ‘Particula misterioasa? Cum se face o descoperire stiintifica’ care a aparut la HotScience la sfârsitul acesta de saptamâna.

Cum se face o descoperire în fizica particulelor

 

Detectorul CDF de la Fermilab, despre care vom vorbi în acest articol, unde lucreaza si autorul acestui articol.

Collider Detector at Fermilab (CDF)

 

Collider Detector at Fermilab (CDF) este unul din cele doua detectoare de particule (alaturi de DZero) ale acceleratorului de particule Tevatron de la laboratorul american de fizica particulelor Fermilab, de langa Chicago, SUA. Acceleratorul produce si accelereaza pana la energii de 1 TeV (1 terra electron volt) protoni si antiprotoni. Protonii (materie) si antiprotonii (antimaterie) au mase egale, dar sarcini electrice opuse. Acestia au energia de repaus (energia masei) un pic sub 1 GeV. Prin urmare, acestia sunt accelerati la energii de aproape o mie de ori mai mari decat dacar ar fi in repaus, pana la viteze mai mari de 99.99% din viteza luminii. Un fascicul de protoni contine aproximativ 100 miliarde de protoni, iar unul de antiprotoni aproximativ 10 miliarde (este mai dificil sa se produca si sa se acumuleze antimateria, caci are tendinta de a se anihila cu materia).

Au loc aproximativ 2 milioane de coliziuni de fascicule pe secunda, iar la fiecare coliziune interactioaza in medie doar cate una-doua perechi de protoni si antiprotoni. Cum un proton este format din trei cuarci plus gluoni care tin cuarcii impreuna (iar un antiproton ndin trei anticuarci plus gluoni), de fapt la o ciocnire proton-antiproton are loc la nivel elementar o interactie intre un cuarc si un anticuarc, sau intre o pereche de gluoni. Aceasta interactiune elementare duce la crearea de noi particule subatomice care nu pot fi produse decat la aceste energii mari, iar aceste particule se dezintegreaza rapid, rezultand alte particule care apoi traverseaza diferitele subdetectoare care formeaza CDF, in fiecare lasand depuneri de energie. Prin acestea, cercetatorii pot reconstrui apoi traiectoriile acestor particule si deduce despre ce particula e vorba, ce impuls si ce energie are.

Modelul Standard, teoria curenta 

Studiind in detaliu diverse moduri in care se pot produce particule din aceste coliziuni si apoi diferite moduri in care se pot dezintegra, fizicienii compara aceste masuratori cu predictiile in acest sens ale Modelului Standard, care este teoria fizicii particulelor elementare si a interactiilor lor. Pana acum, nici o masuratoare nu a contrazis Modelul Standard, in aproape trei decenii de existenta a teoriei, in ciuda a mii de experimente realizate la acceleratoare de particule si observate cu ajutorul razelor cosmice. Modelul Standard este cea mai de succes teorie dezvoltata vreodata de umanitate, verificata experimental mai buna de unu la mie. Cu toate acestea, fizicienii sunt convinsi ca mai exista ceva dincolo de Modelul Standard, noi procese fizice inca nedescoperite, dar care exista la nivel elementar, denumite generic ‘fizica noua (new physics)’.

De ce ar crede fizicienii ca exista fenomene inca nedescoperite?

Iata doar cateva exemple: Chiar daca bozonul Higgs va fi descoperit, inseamna ca se va intelege de ce particulele elementare au masa, iar nu de ce au masele pe care le au. In Univers exista un nou tip de materie de cinci ori mai abundenta decat …

Abonează-te la newletter:

Caută în site



Formular de contact

Advertisment ad adsense adlogger