Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

„To wyjątkowy dzień, długo oczekiwany nie tylko przez nas, ale przez całą społeczność fizyków”

Recommended Posts

Nadeszły długo oczekiwane pierwsze wyniki badań w eksperymencie Muon g-2 prowadzonym przez Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab). Pokazują one, że miony zachowują się w sposób, który nie został przewidziany w Modelu Standardowym. Badania, przeprowadzone z bezprecedensową precyzją, potwierdzają sygnały, jakie inni naukowcy zauważali od dekad. Jeśli się potwierdzą, będzie to wyraźnym dowodem, iż miony wykraczają poza Model Standardowy i mogą wchodzić w interakcje z nieznaną cząstką.

To wyjątkowy dzień, długo oczekiwany nie tylko przez nas, ale przez całą społeczność fizyków, mówi Graziano Venanzoni, fizyk z Włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej, rzecznik eksperymentu Muon g-2.

Miony są około 200 razy bardziej masywne niż ich kuzyni, elektrony. Występują w promieniowaniu kosmicznym docierającym do Ziemi, a w akceleratorach cząstek potrafimy uzyskiwać je w dużych ilościach. Podobnie jak elektrony, miony zachowują się tak, jakby zawierały magnes. Jak wiemy ze wzoru wprowadzonego przez Paula Diraca, twórcę teorii kwarków, moment magnetyczny samotnego mionu – współczynnik g – ma wartość 2. Stąd zresztą nazwa eksperymentu Muon g-2. Z czasem do wyliczeń tych wprowadzono niewielkie poprawki, określając dokładną wartość współczynnika.

Jednak na mion, podobnie zresztą jak na elektron, wpływa jego otoczenie. Gdy miony krążą w eksperymencie Muon g-2 stykają się z kwantową pianką tworzoną przez pojawiające się i znikające subatomowe cząstki. Interakcja z nimi wpływa na wartość współczynnika g. Model Standardowy pozwala z wielką precyzją wyliczyć tę wartość. Oczywiście uwzględniając przy tym znane nam cząstki. Jeśli więc pojawi się cząstka lub siła nieznana w Modelu Standardowym, współczynnik g przyjmie wartość, która nie jest przezeń przewidziana.

To, co mierzymy, odzwierciedla wszystkie interakcje, z jakimi mion miał do czynienia. Jednak gdy teoretycy przeprowadzają swoje obliczenia, biorąc pod uwagę wszystkie znane siły i cząstki Modelu Standardowego, okazuje się, że wynik ich obliczeń jest różny od wyniku naszego eksperymentu. To silna wskazówka, że na mion działa coś, czego nie przewiduje Model, mówi Renee Fatemi, fizyk z University of Kentucky, która jest odpowiedzialna za symulacje w eksperymencie Muon g-2.

Zgodnie z akceptowanymi obecnie wyliczeniami teoretyków współczynnik g dla mionu wynosi 2,00233183620(86), a wartość poprawki momentu magnetycznego to 0,00116591810(43). W nawiasach zawarto niepewność wyliczeń. Tymczasem uśrednione wartości, jakie uzyskano podczas najnowszych eksperymentów w Fermilab to 2,00233184122(82) oraz 0,00116592061(41).

Istotność statystyczna tej różnicy – czyli w tym przypadku niezgodność obliczeń teoretycznych obliczeń z pomiarami – wynosi aż 4,2 sigma. Przypomnijmy tutaj, że od 5 sigma mówimy w fizyce o odkryciu. Prawdopodobieństwo, że uzyskane wyniki są fałszywe wynosi 1:40 000. Jak zatem widać, fizycy o odkryciu jeszcze nie mówią, ale mają bardzo silne przesłanki, by wierzyć w wyniki eksperymentu.

Eksperyment Moun g-2 zaczął w Fermilab pracę w 2018 roku. Korzysta on z nadprzewodzącego magnetycznego pierścienia akumulacyjnego o średnicy ponad 15 metrów. W 2013 roku pierścień ten został przewieziony z Brookhaven National Laboratory, gdzie nie był już potrzebny. To niezwykłe wydarzenie opisywaliśmy przed 8 laty. Przez kolejne 4 lata specjaliści składali, kalibrowali i testowali nowe urządzenie, wyposażając Moun g-2 w najnowsze osiągnięcia techniki i tworząc na jego potrzebny nowe metody badawcze.

W eksperymencie tym strumień mionów tysiące razy krąży w pierścieniu z prędkością bliską prędkości światła. Tylko w pierwszym roku działania Muong g-2 z Fermilab zebrał więcej danych niż wszystkie wcześniejsze eksperymenty razem wzięte. Dzięki współpracy ponad 200 naukowców z 35 instytucji naukowych z 7 krajów udało się obecnie dostarczyć szczegółowe dane dotyczące pomiarów ruchu ponad 8 miliardów mionów wykorzystywanych podczas pierwszego sezonu badawczego (rok 2018). Obecnie prowadzone są analizy danych z dwóch kolejnych sezonów (lata 2019–2020). Jednocześnie trwa czwarty sezon, a piąty jest planowany.

Połączenie danych ze wszystkich wspomnianych sezonów pozwoli na określenie współczynnika g z jeszcze większą precyzją. Dotychczas przeanalizowaliśmy mniej niż 6% danych, jakie dostarczy nam Muon g-2. Już pierwsze wyniki pokazują, że istnieje interesująca rozbieżność pomiędzy eksperymentem a Modelem Standardowym. W ciągu najbliższych kilku lat dowiemy się znacznie więcej, mówi Chris Polly z Fermilab, który jako student brał udział w badaniach w Brookhaven.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

W takim razie ciekawe co taonem?

Ogólnie odnośnie zaskakujących różnic między leptonami, ostatnio głośno było o tym mezonie B - ponoć ma się równo rozpadać do elektrów i mionów, a jednak widzą asymetrię (na razie 3.1 sigma: ~1/1000) np. https://www.scientificamerican.com/article/unexplained-results-intrigue-physicists-at-worlds-largest-particle-collider/ ... ale np. mezony pi rozpadają się bardzo asymetrycznie jak 0.999877 do mionu, 0.000123 do elektronu  https://en.wikipedia.org/wiki/Pion#Charged_pion_decays , więc czy takie asymetrie powinny być zaskakujące?

Też dobrze sobie przypomnieć, uzmysłowić że leptony są malutkimi magnesikami w kierunku spinu, na których można wykonywać dość skomplikowane akrobatyki jak echo spinowe: https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_paramagnetic_resonance#Pulsed_electron_paramagnetic_resonance

800px-SpinEcho_GWM_stills.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Obecnie fizycy mogą mieć znacznie większe szanse na to, aby odkrywać nowe cząstki oraz istniejące między nimi zależności. Te szanse zwiększą się, gdy fizycy poznają rzeczywistą budowę atomów, molekuł oraz bardziej złożonych materialnych struktur, a bardziej konkretnie, gdy poznają, jak istotną rolę w w budowie materialnych struktur odgrywają składniki fundamentalnych cząstek, które zostały nazwane potencjałowymi powłokami. Wówczas będą mogli dostrzec, że nowe cząstki można odkrywać bez końca, że zmiana warunków eksperymentu prowadzi do pojawienia się nowych cząstek. Będą mogli to dostrzec, gdy poznają treść artykułu "Skutki atomowych wiązań w świetle fundamentalnych zjawisk" http://pinopa.narod.ru/Skutki_atom_wiazan.pdf.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Zgodnie z akceptowanymi obecnie wyliczeniami teoretyków współczynnik g dla mionu wynosi 2,00233183620(86), a wartość poprawki momentu magnetycznego to 0,00116591810(43). W nawiasach zawarto niepewność wyliczeń. Tymczasem uśrednione wartości, jakie uzyskano podczas najnowszych eksperymentów w Fermilab to 2,00233184122(82) oraz 0,00116592061(41).

To są tak niewielkie różnice, że trudno mówić o jakimś wielkim odkryciu. Jak dla mnie to potwierdza Model Standardowy, ale nawet jeśli czymś tam różni to... ta różnica powstaje dopiero na 8 miejscu po przecinku i to jeszcze minimalna.

Generalnie należy zauważyć, że współczesne nazewnictwo naukowe jest przesiąknięte bełkotem, które prowadzi na manowce. Czy można nazywać mion cząstką elementarną, jeżeli rozpada się on na 3 inne mniejsze cząstki? Oczywiście, że nie, bo te 3 cząstki będą "bardziej" elementarne. Jeżeli coś ma być elementarne, to powinno być podstawowe, czyli powinno być kwantem.

Share this post


Link to post
Share on other sites
26 minut temu, Antylogik napisał:

Jak dla mnie to potwierdza Model Standardowy, ale nawet jeśli czymś tam różni to... ta różnica powstaje dopiero na 8 miejscu po przecinku i to jeszcze minimalna.

Wspaniała i (anty)logiczna obserwacja - Model Standardowy jest bardzo dobry, i paradoksalnie każde doświadczenie które poza niego wykracza musi go najpierw potwierdzić z ogromną dokładnością. Nie ma w tym żadnej sprzeczności:
Ufol szukający gatunku małp wyrytego na Voyagerze najpierw ucieszy się po znalezinu w archiwach z przechwyconymi transmisjami telewizyjnymi kanałów pornograficznych, a dopiero potem będzie się zastanwiać dlaczego na tabliczce brakuje "samicy z męskimi organami".

31 minut temu, Antylogik napisał:

Czy można nazywać mion cząstką elementarną, jeżeli rozpada się on na 3 inne mniejsze cząstki? Oczywiście, że nie, bo te 3 cząstki będą "bardziej" elementarne. Jeżeli coś ma być elementarne, to powinno być podstawowe, czyli powinno być kwantem.

1) Kwantowość cząsteczek nie narzuca ograniczeń na ich strukturę wewnętrzną.
2) Większości rozpadów nie da się interpretować w kontekście "rozjechania składowych", to elementarne przekształcenia cząsteczek według pewnej "algebry".
Na przykład dwa fotony mogą się zderzyć i wytworzyć parę elektron-antyelektron (odwrotność anihilacji). Tak naprawdę przestrzeń jest wypełniona fluktuacjami kwantowymi w postaci par cząsteczka - antycząsteczka jak i bardziej skomplikowanymi, i pojawiająca się energia pozwala się tym cząstkom wirtualnym rozjechać i zmaterializować - takie podejście do opisu zjawiska też jest w pełni uprawnione, i złożone obiekty istnieją wyłącznie w takim ograniczonym sensie, i tak opierając się w swoim opisie na wspomnianej algebrze.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minut temu, peceed napisał:

Na przykład dwa fotony mogą się zderzyć i wytworzyć parę elektron-antyelektron (odwrotność anihilacji).

Ten przykład "zaprzecza" poprzednim zdaniom

20 minut temu, peceed napisał:

1) Kwantowość cząsteczek nie narzuca ograniczeń na ich strukturę wewnętrzną.
2) Większości rozpadów nie da się interpretować w kontekście "rozjechania składowych"

dlatego że mion rozpada się sam z siebie i jest w dodatku nietrwały (wiki mówi o milionowych! częściach sekundy, to o czym my rozmawiamy), to bardziej pośrednik między cząstkami e. A tutaj przytaczasz przykład zderzeń dwóch cząstek - to zupełnie inna sprawa.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 minuty temu, Antylogik napisał:

Ten przykład "zaprzecza" poprzednim zdaniom

Tylko gdy nie rozróżnia się cząstek rzeczywistych od wirtualnych, ale i tak nieprecyzyjnie się wyraziłem.  W każdym razie wewnątrz fotonów na pewno nie było elektronów jako składowych.

Algebra cząsteczek rzeczywistych obowiązuje zawsze, czasami da się ją zinterpretować jako rozjazdy wirtualnych fluktuacji. 2 fluktuacje mogą się ze sobą spotkać i wytworzyć jakiś dziwny układ (zgodnie z algebrą cząsteczek) i wtedy 2 fotony mogą rozjechać coś skrajnie egzotycznego, z mikroskopijnym prawdopodobieństwem. Z reguły obserwujemy po prostu kaskady rozpadów, w których widoczne kanały rozpadu składają sie z nieskończonej ilości procesów wirtualnych opisywanych algebrami cząsteczek.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
24 minutes ago, Antylogik said:

dlatego że mion rozpada się sam z siebie i jest w dodatku nietrwały (wiki mówi o milionowych! częściach sekundy, to o czym my rozmawiamy)

Nie każdy mion rozpada się tak szybko. Te wytworzone w akceleratorach poruszają się z relatywnie małą prędkością w przeciwieństwie do mionów powstających w atmosferze ziemskiej w wyniku promieniowania kosmicznego.

 

Quote

Moving particles

A comparison of muon lifetimes at different speeds is possible. In the laboratory, slow muons are produced; and in the atmosphere, very fast moving muons are introduced by cosmic rays. Taking the muon lifetime at rest as the laboratory value of 2.197 μs, the lifetime of a cosmic-ray-produced muon traveling at 98% of the speed of light is about five times longer, in agreement with observations. An example is Rossi and Hall (1941), who compared the population of cosmic-ray-produced muons at the top of a mountain to that observed at sea level.[23]

https://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation

Share this post


Link to post
Share on other sites

To że MS nie jest opisem wszystkiego to wiadomo odkąd powstał.
Brakowała jednak do tej pory konkretów o odpowiedniej wadze eksperymentalnej na ile i w jakim miejscu się rozjeżdża z doświadczeniem.
No i mamy taki konkret aczkolwiek wymaga on niezależnego potwierdzenia dla pełnego uznania.
To nie znaczy że MS jest do wyrzucenia. MS jest bardzo dobry. To oznacza że czegoś w nim nie ma i mamy eksperymentalnie dla mionu zmierzone ile tego czegoś brakuje.
Teraz już można układać jakieś teorie i nie fantazjować jak fanatycy teorii strun bez weryfikacji doświadczalnej.
Wydaje mi się że już od dłuższego czasu nad fizyką krąży widmo jakiegoś oddziaływania które do tej pory było zbyt słabe aby dawało się w jakikolwiek sposób zmierzyć.
Swoją drogą mamy fuksa że Rzeczywistość pozwala się badać na takim poziomie. Wcale nie musiało tak być. To tylko wynik tego że częstotliwość i czas potrafimy mierzyć bezpośrednio niewyobrażalnie dokładniej niż takie wielkości jak masa, energia, ładunek. Bez tego już dawno byśmy skończyli odkrycia. A tak udaje się uzależnić inne wielkości od częstotliwości i się udaje iść dalej.
 

2 godziny temu, Antylogik napisał:

Czy można nazywać mion cząstką elementarną

Można bo definicja "cząstek" w mikroświecie ma trochę inną postać niż to co potocznie jest rozumiane.
W mikroświecie cząstka to nie musi być obiekt. Cząstka to mała porcja energii.
Ale cząstki to są dobre do I roku studiów. Ich istnienie jest umową związaną z definicją.
Później są pola. Niektórzy zaszli trochę dalej - moim zdaniem za daleko i wymyślili że potem jest informacja.

Share this post


Link to post
Share on other sites
59 minut temu, thikim napisał:

W mikroświecie cząstka to nie musi być obiekt. Cząstka to mała porcja energii.

Super, ale tutaj mowa o cząstce ELEMENTARNEJ. Bo widzę, że to trzeba podkreślać, skoro uciekacie od tego terminu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Sprawa naruszenia MS jest w tym przypadku (zachowanie spinu mionów) mocno niejednoznaczna - nowe, dokładniejsze oszacowanie na podstawie MS, które opublikowane zostało praktycznie jednocześnie z doniesieniem o wynikach eksperymentu Muon g-2 wskazuje, że naruszenia MS w tym przypadku prawdopodobnie nie ma:
https://phys.org/news/2021-04-strength-muon-magnetic-field-aligns.html
Co z tego wyniknie? Na razie można tylko obstawiać :D

Aktualna natomiast pozostaje sprawa asymetrii mion/elektron w rozpadzie mezonu B, o której wyżej napisał Jarek Duda.
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, peceed napisał:

W każdym razie wewnątrz fotonów na pewno nie było elektronów jako składowych.

Nie musiało. Przecież i foton, i elektron to cząstka elementarna. Więc nic się nie zmieniło. Po prostu zmieniło stan, jak para wodna, która się skrapla albo na odwrót.

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 minuty temu, Antylogik napisał:

Super, ale tutaj mowa o cząstce ELEMENTARNEJ. Bo widzę, że to trzeba podkreślać, skoro uciekacie od tego terminu.

Nie szukaj w tym wszystkim jednoznaczności (pozornej zresztą) podobnej do tej ze świata klasycznego.
Kiedy w  elementarne kwantowe jajko z odpowiednią energią walniesz drugim elementarnym jajkiem albo np. równie elementarnym młotkiem, mogą z tego elementarnego jajka i młotka zrobić się trzy elementarne jajka + kogut i dwie kury. A kiedy w identyczny sposób walniesz drugi raz, zrobi się z tego pies i dwa koty. Itd., co nie znaczy, że kury, kogut, pies i koty (trzy jajka też) były elementami składowymi elementarnego jajka czy elementarnego młotka.
Elementarność w tym przypadku oznacza, w lekkim uproszczeniu, tylko tyle, że bez walnięcia w elementarne jajko nie wykazuje ono istnienia jakichkolwiek części składowych. Nie tylko ich "nie wykazuje", ale po prostu ich nie ma.

Edited by ex nihilo
  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minuty temu, thikim napisał:

Teraz już można układać jakieś teorie i nie fantazjować jak fanatycy teorii strun bez weryfikacji doświadczalnej.

Teorie się falsyfikuje. 
Ale teoria strun jest "potwierdzona" doświadczalnie co najmniej tak samo dobrze jak OTW - na przykład Eddington odkrył zakrzywienie promieniowania światła - teoria strun odtwarza OTW i do tego jest kwantowa. Jest również coraz bardziej "potwierdzona" teoretycznie.  Tak jak każdy fizyk bez znajomości detali wiedział, że obiekty materialne jakie badają inne dyscypliny muszą mieć charakter obiektów złożonych z atomów niezależnie od tego jakie by one nie były, np. chemia i biologia, fizyka nie jest w stanie przewidzieć kształtu wielkich białek ale to nie jest falsyfikacja teorii atomistycznej, tak samo obecnie wiadomo, że KTP muszą mieć charakter strunowy na podstawie wielu ekstremalnie silnych przesłanek. Niemożność przewidzenia parametrów cząsteczek to prawie taki sam zarzut wobec teorii ewolucji opartej o DNA jak niemożność przewidzenia kodu genetycznego na podstawie zdjęć istniejących gatunków węży.
Co do fantazjowania, to teoria strun jest bardzo niewdzięczna, bo jest unikalna. Nie ma żadnych opcji do fantazjowania, obecnie tworzy się narzędzia matematyczne i bada uniwersalne konsekwencje (na przykład już praktycznie wiadomo, dlaczego mamy 3 duże wymiary przestrzenne). I nie ma żadnych alternatyw dla TOE.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minuty temu, ex nihilo napisał:

Elementarność w tym przypadku oznacza, w lekkim uproszczeniu, tylko tyle, że bez walnięcia to elementarne jajko nie wykazuje istnienia jakichkolwiek części składowych.

Dziękuję, że potwierdziłeś moje słowa, że mion nie jest cząstką elementarną.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 minut temu, Antylogik napisał:

Dziękuję, że potwierdziłeś moje słowa, że mion nie jest cząstką elementarną.

Jeśli w akceleratorze jebnę łbem jednego Antylogika w łeb drugiego, może z tego się zrobić Syrena 101 + kombinezon nurka + maszynka do mięsa. Czy to wszystko było elementami składowymi jednego lub drugiego Antylogika?

Zostań może przy Covidzie - może lepiej Ci to wychodzi. nie wiem, bo nie chce mi się tego czytać.

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Teraz, ex nihilo napisał:

Jeśli w akceleratorze jebnę łbem jednego Antylogika w łeb drugiego, może z tego się zrobić Syrena 101 + kombinezon nurka + maszynka do mięsa

Obstawiam trolejbus :P

Share this post


Link to post
Share on other sites
Teraz, ex nihilo napisał:

Jeśli w akceleratorze jebnę łbem jednego Antylogika w łeb drugiego, może z tego się zrobić Syrena 101 + kombinezon nurka + maszynka do mięsa. Czy to wszystko było elementami składowymi jednego lub drugiego Antylogika?

To jest niemożliwe, niezgodne z zasadą zachowania energii. W przypadku mionu, mamy do czynienia z samoistnym rozpadem cząstki na 3 mniejsze, lżejsze cząstki. Nie widzę więc tutaj analogii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mówi się, że brak zdrowego rozsądku jest warunkiem koniecznym aczkolwiek niewystarczającym, aby zrobić karierę jako fizyk teoretyczny :)

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minuty temu, Antylogik napisał:

To jest niemożliwe, niezgodne z zasadą zachowania energii.

Możliwe i zgodne z ZZE.
 

5 minut temu, Antylogik napisał:

W przypadku mionu, mamy do czynienia z samoistnym rozpadem cząstki na 3 mniejsze, lżejsze cząstki.

Ale to nie znaczy, że te cząstki "w nim" były. Rozpad zresztą nie jest bezpośredni, stadium pośrednim jest bozon W (nośnik oddziaływania słabego), a produkty rozpadu mogą być różne.
 

22 minuty temu, Antylogik napisał:

Nie widzę więc tutaj analogii.

To że nie widzisz, oznacza tylko tyle, że nie widzisz, a nie, że tej analogii nie ma.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minut temu, ex nihilo napisał:

Możliwe i zgodne z ZZE.

Nie.

7 minut temu, ex nihilo napisał:

Ale to nie znaczy, że te cząstki "w nim" były.

Dokładnie tak - BYŁY. Bez cudzysłowu. Powiem to pełnym zdaniem, żebyś mógł cytować: Elektron i neutrina są w każdym mionie. W przeciwnym wypadku nie mógłby mion się rozbić na te 3 cząstki. Nie ma możliwości, aby bez żadnej siły zewnętrznej powstało coś z niczego. Jeśli odwrócimy proces, to dostaniemy połączenie 3 cząstek w jedną zwaną mionem. I dlatego mion nie może być cząstką elementarną.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A niech Ci będzie :D
Tyle że produktami rozpadu mionu mogą być też kwarki i antykwarki. Czy one też siedzą w mionie? A może siedzą tylko w niektórych mionach? No i co z tymi bozonami W? Itd.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, ex nihilo napisał:

A niech Ci będzie

Cieszę się, że się zgodziliśmy.

3 godziny temu, ex nihilo napisał:

Tyle że produktami rozpadu mionu mogą być też kwarki i antykwarki. Czy one też siedzą w mionie? A może siedzą tylko w niektórych mionach? No i co z tymi bozonami W? Itd.

No tak, tylko że to będzie jakiś specjalny mion, np. występujący w jakimś układzie z innymi cząstkami, może być napromieniowany albo coś. W przypadku napromieniowania otrzymuje dodatkową energię, a to oznacza, że musi posiadać dodatkowe kwanty i to może być foton czy ten bozon W, nie wiem jak z tym kwarkiem, ale pewnie coś podobnego.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Antylogik napisał:

Cieszę się,

Masz do tego prawo, ale raczej nie masz powodu (w tym przypadku) :D
 

1 godzinę temu, Antylogik napisał:

No tak, tylko że to będzie jakiś specjalny mion, np. występujący w jakimś układzie z innymi cząstkami, może być napromieniowany albo coś.

 Nie, TEN SAM mion. Jest coś takiego jak "kanały rozpadu", czyli sposoby w jakie cząstka może się rozpaść. Np.:
1. M -> A+B+C
2. M -> D+E
3. M -> D+A+C
4. itd., bo może być ich od cholery.
Każdy kanał ma określone pdp, których suma to 100%. Dotyczy to TEJ SAMEJ cząstki, w TYCH SAMYCH warunkach.
Np. cząstka M w warunkach W rozpadnie się zgodnie z 1. z pdp 78%, 2. 15%, 3. 5%, 4. (itd.) w sumie 2%. Niektóre kanały rozpadu mają pdp na poziomie np. 0,0000001% i te są zwykle najbardziej interesujące, bo tam jest szansa na znalezienie śladów "nowej fizyki". Podobnie zresztą jest z macierzami rozpraszania (scattering matrix).
Ponieważ QM jest (co do zasady) w mikroskali odwracalna, można sobie wyobrazić np. taką sytuację: M -> A+B+C -> M -> D+A+C -> M -> ... -> M -> D+E -> M...

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W połowie marca został opublikowany tzw. żółty raport nowego Zderzacza Elektron-Jon (EIC), który ma powstać w USA. Stworzyli go naukowcy z ponad 150 instytucji na świecie, w tym z NCBJ. Raport formułuje oczekiwania dotyczące badań prowadzonych w przyszłym urządzeniu i wskazuje sposoby stworzenia najlepszej służącej temu celowi konstrukcji.
      To już kolejny niezwykle ważny krok w kierunku powstania EIC. Nieco ponad 2 lata temu informowaliśmy o zaakceptowaniu celów naukowych dla akceleratora, a w ubiegłym roku dowiedzieliśmy się, że wskazano lokalizację EIC.
      Tak zwany żółty raport (ang. yellow report) jest podsumowaniem przeszło rocznej pracy nad przygotowaniem projektu Zderzacza Elektron-Jon (ang. electron-ion collider, EIC), który powstanie w amerykańskim Narodowym Laboratorium w Brookhaven. Fizycy z Zakładu Fizyki Teoretycznej NCBJ – prof. dr hab. Lech Szymanowski, dr hab. Jakub Wagner i dr Paweł Sznajder są współautorami tego opracowania. We współpracy z eksperymentalistami, badali oni na jego potrzeby możliwość pomiaru procesów czułych na tzw. uogólnione rozkłady partonów (ang. generalised parton distributions, GPDs). Uogólnione rozkłady partonów opisują strukturę materii w języku kwarków i gluonów, czyli na możliwie najbardziej elementarnym poziomie – wyjaśnia dr Paweł Sznajder. Wypracowane wnioski dotyczą m. in. optymalizacji projektu detektorów, czyli ich geometrii i podzespołów, tak aby w możliwie jak najlepszy sposób zrealizować postawione cele badawcze.
      Jednym z obiecujących procesów, które naszym zdaniem warto badać w zderzeniach elektronów z jonami jest tzw. rozpraszanie do tyłu – uzupełnia profesor Lech Szymanowski. W procesie tym wirtualny foton wymieniany pomiędzy zderzanym elektronem, a jednym z kwarków nukleonu prowadzi do wytworzenia w stanie końcowym mezonu o pędzie przeciwnym do pędu fotonu, co uzasadnia nazwę takiego procesu jako produkcji mezonu do tylu (backward meson production). Od pewnego czasu przekonywaliśmy eksperymentatorów, że te procesy poddające się częściowo analizie perturbacyjnej mogą być cennym uzupełniającym źródłem informacji o strukturze partonowej nukleonów, którą typowo bada się w procesach z mezonem w stanie końcowym z pędem zbliżonym do pędu zderzającego się fotonu (forward meson production). Początkowo podejście kolegów do naszej propozycji było sceptyczne, gdyż proces produkcji mezonu do tyłu jest silnie tłumiony przez wyższą potęgę małej stałej sprzężenia oddziaływań silnych występujace w części amplitudy rozpraszania opisywanej teorią zaburzeń. Jednak nasze obliczenia pokazały, że należy także w tym przypadku oczekiwać obserwowalnych doświadczalnie sygnałów. W efekcie wskazanymi przez nas procesami zainteresowali się zarówno fizycy z działającego zderzacza w Jefferson LAB, jak i zostały one uwzględnione w programie badawczym EIC.
      Praca nad raportem pozwoliła także na zainicjowanie szeregu aktywności związanych z rozwojem metod obliczeniowych – dodaje dr Sznajder. Pracujemy m. in. nad metodami Monte Carlo, będącymi ważną częścią symulacji pracy detektorów. Ponadto jesteśmy zaangażowani w rozwój platformy obliczeniowej PARTONS, z której korzystają teoretycy i doświadczalnicy badający rozkłady GPD.
      Dążymy do stworzenia trójwymiarowego obrazu protonu – wyjaśnia szczegóły dr hab. Jakub Wagner. Wykonaliśmy obliczenia teoretyczne i skorzystaliśmy z platformy PARTONS, aby uzyskać przewidywania przekrojów czynnych, czyli prawdopodobieństw zajść interesujących nas procesów fizycznych. Wszystko to po to, by eksperymentatorzy wiedzieli gdzie i jakie detektory umieścić wokół miejsca zderzeń, aby uzyskać najwięcej interesujących informacji.
      Tworzenie tzw. żółtych raportów dla projektowanych wielkich urządzeń badawczych to typowa praktyka w świecie nauki w obszarze fizyki wysokich energii. Na podstawie tego typu raportów są następnie organizowane współprace eksperymentalne i projektowane są detektory.
      Publikacja żółtego raportu EIC zbiegła się w czasie z publikacją tzw. białego, bardziej podstawowego raportu dla chińskiego zderzacza elektron-jon (ang. Electron-Ion Collider in China, EIcC). Raport ten jest podsumowaniem celów badawczych, które można by zrealizować w EIcC. W jego przygotowaniu byli również zaangażowani nasi fizycy. Projekt EIcC nie jest jeszcze zaakceptowany do realizacji. Jeżeli powstanie, będzie posiadał inne parametry pracy zderzacza w stosunku do projektu amerykańskiego, przez co uzupełni światowy program badawczy fizyki wielkich energii, szczególnie ten związany z chromodynamiką kwantową (ang. quantum chromodynamics, QCD). Budowę zderzacza elektronów i jonów rozważa także CERN.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Królewska Szwedzka Akademia Nauk zdecydowała dzisiaj, że Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za rok 2020 otrzymają: w połowie Roger Penrose za odkrycie, że formowanie się czarnych dziur potwierdza ogólną teorię względności. Drugą połowę otrzymują wspólnie Reinhard Genzel i Andrea Ghez za odkrycie supermasywnego kompaktowego obiektu w centrum naszej galaktyki.
      Roger Penrose to jeden z najwybitniejszych żyjących matematyków, fizyków i filozofów nauki. Uczony urodził się w 1931 roku w Wielkiej Brytanii. Tytuł doktora zdobył na Cambridge University. Obecnie jest emerytowanym profesorem matematyki na University of Oxford.
      Reinhard Genzel urodził się w 1952 roku w Niemczech. Tytuł doktora uzyskał na Uniwersytecie w Bonn. Obecnie jest dyrektorem Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka oraz profesorem Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
      Urodzona w 1965 roku w Nowym Jorku Andrea Ghez uzyskała tytuł dotorski na Caltechu (California Institute of Technology), a obecnie pracuje na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.
      Tegoroczna gala noblowska będzie miała inny charakter niż wcześniej. Nie wymagamy, by laureaci przybyli do Sztokholmu w grudniu bieżącego roku odebrać nagrody. Z powodu pandemii planujemy online'owe wykłady noblowskie i online'ową ceremonię przyznania nagród, oświadczył Göran Hansson, sekretarz generalny Akademii. Zapewnił jednocześnie, że przed końcem roku wszyscy laureaci otrzymają swoje nagrody i zostaną zaproszeni na galę w innym terminie.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wielki Zderzacz Hadronów odkrył nieznaną dotychczas cząstkę składającą się z czterech kwarków. Naukowcy pracujący przy eksperymencie LHCb poinformowali o zarejestrowaniu tetrakwarka, który może być pierwszą z nieznanej dotychczas klasy cząstek. Odkrycie pozwoli fizykom na zrozumienie sposobu, w jaki kwarki tworzą inne cząstki, jak protony i neutrony obecne w jądrze atomowym.
      Kwarki zwykle łączą się w grupy po dwa lub trzy tworząc hadrony. Przez dziesięciolecia teoretycy przewidywali, że istnieją hadrony złożone z czterech i pięciu kwarków, zwane tetra- i pentakwarkami. W ciągu ostatnich lat udało się potwierdzić ich istnienie. Informowaliśmy zarówno o niezwykłym tetrakwarku, jak i o pentakwarkach odkrytych przez polskiego uczonego.
      Już samo istnienie cząstek stworzonych z czterech kwarków jest czymś niezwykłym. Teraz odkryliśmy pierwszą cząstkę złożoną z czterech ciężkich kwarków tego samego typu. Jest ona zbudowana z dwóch kwarków powabnych i dwóch antykwarków powabnych, mówi Giovanni Passaleva, rzecznik prasowy LHCb. Dotychczas znaliśmy tetrakwarki składające się co najwyżej z dwóch ciężkich kwarków i nigdy nie zawierały one więcej niż dwóch kwarków tego samego typu.
      Odkrycie egzotycznych ciężkich cząstek to dla naukowców okazja, by przetestować modele teoretyczne, które następnie można będzie wykorzystać do wyjaśnienia natury materii. Dzięki niezwykłemu tetrakwarkowi możemy więcej dowiedzieć się o protonach i neutronach.
      Nową cząstkę odkryto analizując nadmiarowe sygnały pochodzące ze zderzeń. Podczas przeszukiwania pełnych danych z dwóch kampanii badawczych LHC (2009–2013 i 2015–2018) naukowcy natknęli się na skok w dystrybucji masy pary cząstek J/ψ, która zawiera kwark powabny i antykwark powabny. Istotność statystyczna przekracza w tym przypadku 5 sigma, jest więc powyżej poziomu, od którego z całą pewnością mówimy o odkryciu. Szczegółowa analiza wykazała, że za zauważony nadmiar jest związany z istnieniem wspomnianego tetrakwarka.
      Naukowcy – podobnie jak w przypadku wcześniej odkrytych tetrakwarków – nie mają jeszcze pewności, czy mamy do czynienia z „prawdziwym tetrakwarkiem”, w którym wszystkie kwarki są silnie ze sobą związane czy też z dwiema cząstkami składającymi się z dwóch kwarków każda, słabo powiąznymi w strukturze przypominającej molekukłę.
      Niezależnie jednak od tego, nowa cząstka pozwoli na testowanie modeli chromodynamiki kwantowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy przypatrzymy się strukturze nici DNA czy RNA zauważymy, że zawsze są one skręcone w prawo. Nigdy w lewo. Z biologicznego czy chemicznego punktu widzenia nie ma żadnego powodu, dla którego we wszystkich formach życia widać taką regułę. Wszystkie znane reakcje chemiczne powodują powstanie molekuł skręconych zarówno w prawo, jak i w lewo. Ta symetria jest czymś powszechnym. Nie ma też żadnego powodu, dla którego skręcone w lewo DNA miałoby być w czymkolwiek gorsze, od tego skręconego w prawo. A jednak nie istnieje lewoskrętne DNA. To tajemnica, która wymaga wyjaśnienia.
      Wielu naukowców sądzi, że taka struktura DNA i RNA pojawiła się przez przypadek, że skręcony w prawo genom był może nieco częstszy i w toku ewolucji wyparł ten skręcony w lewo. Naukowcy od ponad 100 lat zastanawiają się nad tym problemem.
      Niedawno na łamach Astrophysical Journal Letters ukazała się interesująca teoria, której autorzy twierdzą, że o takim, a nie innym kształcie genomu zadecydował... kosmos. Ich praca wskazuje na wpływ czynnika, który zdecydował o kierunku skręcenia genomu, a którego nie braliśmy dotychczas pod uwagę. Wydaje się to bardzo dobrym wytłumaczeniem, mówi Dimitar Sasselov, astronom z Harvard University i dyrektor Origins of Life Initiative.
      Twórcami nowej niezwykle interesującej hipotezy są Noemie Globus, astrofizyk wysokich energii z New York University i Center For Computational Astrophysics na Flatiron Institure oraz Roger Blandford, były dyrektor Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology na Uniwersytecie Stanforda. Oboje spotkali się w 2018 roku i w miarę, jak dyskutowali różne kwestie, zwrócili uwagę, że promieniowanie kosmiczne ma podobną prawostronną preferencję jak DNA. Takie wydarzenia jak rozpad cząstek zwykle nie wykazują preferencji, przebiegają równie często w prawo, jak i w lewo. Jednak rzadkim wyjątkiem od reguły są tutaj piony. Rozpad naładowanych pionów odbywa się według oddziaływań słabych. To jedyne oddziaływanie podstawowe o znanej asymetrii. Gdy piony uderzają w atmosferę, rozpadają się, tworząc cały deszcz cząstek, w tym mionów. Wszystkie miony mają tę samą polaryzację, która powoduje, że z nieco większym prawdopodobieństwem jonizują jądra atomów w genomie skręconym w prawo.
      Pierwsze ziemskie organizmy, które prawdopodobnie były czymś niewiele więcej niż nagim materiałem genetycznym, zapewne występowały w dwóch odmianach. Z genomem skręconym w lewo lub w prawo. Globus i Blandford wyliczyli, że w sytuacji promieniowania kosmicznego skręcającego w prawo, cząstki uderzające w ziemię z nieco większym prawdopodobieństwem wybijały elektron z genomu skręconego w prawo niż w lewo. Miliony czy miliardy cząstek promieniowania kosmicznego były potrzebne, by wybić jeden elektron z jednego genomu. Ale ta minimalna przewaga mogła wystarczyć. Wybicie elektronu prowadziło do mutacji. Zatem promieniowanie kosmiczne było dodatkowym czynnikiem wymuszającym ewolucję. Dzięki niemu genom skręcony w prawo rozwijał się nieco szybciej. Z czasem zyskał przewagę konkurencyjną nad genomem skręconym w lewo.
      Uczeni nie chcą jednak poprzestać na hipotezie. Pani Globus skontaktowała się z Davidem Deamerem, biologiem i inżynierem z University of California w Santa Cruz. Ten podpowiedział jej, że najprostszym testem, jaki przychodzi mu do głowy, będzie wykorzystanie standardowego testu Amesa. To metoda diagnostyczna sprawdzająca siłę oddziaływania mutagenu na bakterie. Deamer zaproponował, by zamiast poddawać bakterie działaniu związku chemicznego, zacząć je bombardować mionami i sprawdzić, czy wywoła to u nich przyspieszone mutacje.
      Jeśli eksperyment się powiedzie i pod wpływem mionów DNA bakterii będzie ulegało szybszym mutacjom, będzie do bardzo silne poparcie dla hipotezy Globus i Blandforda. Nie wyjaśni to jednak, dlaczego w ogóle pojawił się materiał genetyczny skręcony w lewo lub w prawo.
      To będzie bardzo trudny element do udowodnienia. Jeśli jednak ta hipoteza zyska potwierdzenie, będziemy mieli jeszcze jeden, niezwykle interesujący, mechanizm ewolucyjny, mówi Jason Dworkin, astrobiolog z Goddard Space Flight Center.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa amerykańskich fizyków udowodniła, że możliwe jest zarejestrowanie echa pochodzącego z fali radaru odbitej od kaskady wysokoenergetycznych cząstek. Odkrycie to może doprowadzić do skonstruowania nowego teleskopu wykrywającego neutrina o energiach, które poza zasięgiem obecnie stosowanych metod badawczych.
      Jednym z najbardziej niezwykłych instrumentów naukowych jest teleskop IceCube. W jego skład wchodzą dziesiątki kilometrów lin z umocowanymi do nich fotopowielaczami. Urządzenie wykrywa promieniowanie Czerenkowa pojawiające się, gdy kaskada naładowanych cząstek, pojawiająca się podczas podróży neutrin przez ziemską atmosferę, wchodzi w interakcje z lodem. IceCube jest w stanie wykrywać neutrina o energiach do 10 PeV (1016 eV). Ograniczenie to wynika z faktu, że w zakresie fali widzialnej promieniowanie Czerenkowa jest mocno osłabiane przez lód. Taki sygnał może przebyć w lodzie najwyżej 200 metrów.
      Inaczej działa ANITA, czyli wykrywacz neutrin, który za pomocą balonu unosi się nad Antarktydą. To właśnie ANITA zarejestrowała tajemnicze sygnały, których dotychczas fizycy nie potrafią wyjaśnić. ANITA ma z kolei inny problem niż IceCube. Nie potrafi wykryć neutrin o energiach mniejszych niż 100 PeV.
      Teraz Steven Prohira z Ohio State University wraz z kolegami wykazali, że możliwe jest aktywne wykrywanie neutrin. Można to zrobić poprzez rejestrację ech z fal emitowanych przez radar. Technika ta wykorzystuje fakt, że kaskada cząstek poruszających się przez materiał z prędkością bliską prędkości światła wyrzuca elektrony z atomów tego materiału. Przez krótką chwilę, zanim elektrony te zostaną powtórnie zaabsorbowane, możliwe jest wprowadzenie ich w oscylacje za pomocą zewnętrznych fal radiowych. Oscylacje takie generują własne fale radiowe, „echa” fal, które je wywołały. Olbrzymią zaletą tej techniki jest fakt, że działa ona niezależnie od energii badanych cząstek.
      Naukowcy wykorzystali podczas swoich badań akcelerator ze SLAC National Accelerator Laboratory. Użyli 4-metrowego kawałka plastiku, który miał symulować antarktyczny lód i potraktowali go wiązką miliarda elektronów o energii około 1010 eV każdy. Okazało się, że antena, skierowana na plastik była w stanie zarejestrować sygnał trwający około 10 ns. Zgadzał się on z teoretycznymi przewidywaniami, zatem naukowcy uznali, że zarejestrowany sygnał to echo wywołane jonizacją wewnątrz plastiku.
      Teraz Prohira i jego zespół planują przeprowadzenie eksperymentów na Antarktydzie. Chcą tam postawić eksperymentalny radar, który miałby wykrywać echa pochodzące z interakcji promieniowania kosmicznego z lodem. Jeśli ich pomysł uzyska finansowanie, taki nowatorskich radar wykrywający neutrina mógłby powstać w ciągu kilku lat. Później zaś chcieliby przed końcem dekady zbudować na Antarktydzie pełnowymiarowe obserwatorium. Najpierw chcemy udowodnić, że ta technika działa, a później chcemy wybudować pełnowymiarowy teleskop, mówi Prohira.
      Uczeni stwierdzają, że wielką zaletą takiego obserwatorium byłaby jego prostota. Prohira ocenia, że jego zbudowanie kosztowałoby kilka milinów dolarów. Na IceCube wydano 275 milionów USD.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...