Najbardziej precyzyjne pomiary masy bozonu W są rozbieżne z Modelem Standardowym
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W ciągu ostatnich 200 lat ludzkość wybudowała tyle zapór wodnych, że masa nagromadzonej wody doprowadziła do przesunięcia się skorupy Ziemi w stosunku do osi obrotu naszej planety. Pierwsza ze zmian została wywołana przez zapory wybudowane w Amerykach, drugą zaś spowodowało budowanie zapór w Afryce i Azji.
Skorupa Ziemi leży na plastycznej, częściowo stopionej górnej części płaszcza planety. Może się więc względem niego przesuwać. I przesuwa się w wyniku zmiany rozkładu masy. Wówczas zmienia się też położenie punktów na skorupie, które wcześniej stanowiły bieguny planety.
Geolodzy z Uniwersytetu Harvarda opublikowali na łamach Geophysical Research Letters artykuł, w którym ocenili wpływ 6862 zapór wodnych wybudowanych przez człowieka w latach 1835–2011 na położenie skorupy.
Pomiędzy rokiem 1835 a 1954 w Ameryce Północnej i – w znacznie mniejszym stopniu – w Europie wybudowano tak wiele zapór wodnych, że w wyniku zmian dystrybucji masy na planecie dotychczasowy punkt wyznaczający biegun północny przesunął się 20,5 centymetra w kierunku 103. południka na wschód od Greenwich, który przechodzi przez Rosję, Mongolię, Chiny, Wietnam, Laos i Indonezję. Z tych ponad 20 centymetrów ruchu na wiek XIX przypadało jedynie 0,7 cm. Następnie w latach 1954–2011 tamy wybudowane w Afryce Wschodniej i Azji spowodowały, że doszło do przesunięcia o 57,1 cm w kierunku południka 117. zachodniego, przebiegającego przez zachodnie części Kanady i USA.
Uwięzienie tak wielkich ilości wody w zaporach spowodowało, że w badanym okresie poziom oceanów spadł o 21 milimetrów. A raczej nie zwiększył się o te 21 mm. W badanych zaporach znajduje się około 8000 kilometrów sześciennych wody.
W sumie, z różnych przyczyn, w latach 1835–2011 skorupa ziemska przesunęła się o około 113 centymetrów, z czego 104 centymetry przypadają na wiek XX.
Źródło: True Polar Wander Driven by Artificial Water Impoundment: 1835–2011, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115468
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Wielkim Zderzaczu Hadronów wykonano pierwsze dedykowane pomiary masy bozonu Z. Naukowcy wykorzystali przy tym dane ze zderzeń protonów, które były przeprowadzane w eksperymencie LHCb podczas drugiej kampanii naukowej w 2016 roku. Przeprowadzone w CERN-ie badania to jednocześnie duży postęp w precyzji pomiarów LHC. Pokazuje bowiem, że z tak złożonego środowiska, jakie pojawia się w wyniku zderzeń wysokoenergetycznych protonów, można wyłowić niezwykle precyzyjne dane dotyczące poszczególnych cząstek.
Bozon Z to masywna elektrycznie obojętna cząstka, która pośredniczy w oddziaływaniach słabych, jednych z czterech podstawowych oddziaływań natury. Została ona odkryta w CERN-ie ponad 40 lat temu i odegrała ważną rolę w potwierdzeniu prawdziwości Modelu Standardowego. Jej precyzyjne pomiary, podobnie jak dokładne dane na temat wszystkich cząstek elementarnych, pozwalają nam lepiej poznać fizykę oraz poszukać zjawisk, które mogą wykraczać poza obowiązujące modele.
Na podstawie rozpadów 174 000 bozonów Z zarejestrowanych w LHCb stwierdzono obecnie, że masa spoczynkowa tej cząstki wynosi 91 184,2 megaelektronowoltów (MeV), a precyzja pomiaru wynosi ± 9,5 MeV. Takie wyniki są zgodne z pomiarami wykonanymi w poprzedniku LHC, zderzaczu LEP – gdzie przeprowadzano zderzenia elektronów i pozytonów – oraz w nieczynnym już amerykańskim Tevatronie, który zderzał protony i antyprotony. Co więcej, precyzja obecnego pomiaru jest zgodna z precyzją Modelu Standardowego, wynoszącą 8,8 MeV.
Dotychczas najdokładniejszy wynik – 91 187,6 ± 2,1 MeV – dały pomiary w LEP.
Najnowsze osiągnięcie otwiera drogę do jeszcze bardziej precyzyjnych pomiarów, jakich będzie można dokonać za pomocą przyszłego High-Luminosity LHC oraz do pomiarów za pomocą eksperymentów CMS i Atlas. Wyniki pomiarów z różnych eksperymentów wykonywanych w LHC są od siebie niezależne, co oznacza, że ich średnia wartość będzie obarczona jeszcze mniejszym marginesem niepewności.
High-Luminosity LHC może potencjalnie dokonać jeszcze bardziej dokładnych pomiarów bozonu Z niż LEP. Na początku pracy LHC wydawało się to niemożliwe, mówi rzecznik prasowy LHCb Vincenzo Vagnoni.
Źródło: Measurement of the Z-boson mass, https://arxiv.org/abs/2505.15582
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Masa neutrina jest co najmniej milion razy mniejsza niż masa elektronu, informują naukowcy z Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN). Badania określiły nową górną granicę możliwej masy neutrino na podstawie 36 milionów pomiarów. Dzięki nim wiemy, że wynosi ona nie więcej niż 0,45 elektronowolta (eV). Masa elektronu, kolejnej z najlżejszych cząstek elementarnych, to 511 000 elektronowoltów.
Neutrino jest jedyną cząstką elementarną, której masy nie znamy. Zdobycie wiedzy na jej temat pozwoli na zbadanie, w jaki sposób neutrina nabywają masę. Czy – jak inne cząstki – dzięki oddziaływaniu z polem Higgsa, czy też w jakiś inny, nieznany dotychczas sposób. Poznanie masy neutrino powinno też zdradzić, w jaki sposób neutrina narodziły się w czasie Wielkiego Wybuchu i jak wpłynęły na formowanie się galaktyk.
Nowa górna granica masy oznacza doprecyzowanie wcześniejszych badań przeprowadzonych przez KATRIN. W 2022 roku naukowcy pracujący przy tym eksperymencie stwierdzili, że górną granicą masy neutrino jest 0,8 eV. Teraz międzynarodowy zespół złożony z ponad 140 naukowców przeanalizował dane z 259 dni pracy KATRIN i jeszcze bardziej doprecyzował pomiary.
Eksperyment KATRIN Collaboration wykorzystuje rozpad beta trytu. Podczas niego dochodzi do emisji elektronu i antyneutrina. Antycząstki mają taką samą masę jak odpowiadające im cząstki, więc badania antyneutrina pozwalają określić masę neutrina. Jednak neutrina niemal nie wchodzą w interakcje z materią. Ich badanie (i badanie antyneutrin) jest niezwykle trudne. W ramach eksperymentu KATRIN badany jest więc elektron, nie neutrino.
Rozpad beta trytu to jeden z najmniej energetycznych rozpadów beta. Emitowane w jego trakcie elektron i neutrino unoszą łącznie 18,6 keV energii. Elektron trafia do 200-tonowego spektroskopu długości 23 metrów, o którego niezwykłym transporcie na miejsce montażu informowaliśmy kilka lat temu. Spektroskop bada widmo energii elektronu, jeśli precyzyjnie je poznamy, będziemy wiedzieli ile brakuje ze wspomnianych 18,6 keV, zatem ile energii przypadło na neutrino. Brzmi to prosto, ale jest niezwykle skomplikowanym zadaniem.
Eksperyment KATRIN zakończy działanie jeszcze w bieżącym roku. Naukowcy będą wówczas dysponowali danymi zebranymi z 1000 dni. Spodziewają się, że obniżą górną granicę masy neutrino do 0,3 eV, a może nawet do 0,2 eV. To i dobra, i zła wiadomość. Coraz lepiej poznajemy bowiem masę neutrino, ale nie znamy jej dokładnej wartości. Gdyby było to bliżej 1 eV, to eksperymenty takie jak KATRIN mogłyby dać nam ostateczną odpowiedź. Jednak teraz wiemy już, że potrzebne będą znacznie bardziej precyzyjne urządzenia, niż te, którymi obecnie dysponujemy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas dorocznej konferencji fizycznej Recontres de Moriond naukowcy z CERN-u poinformowali o dokonaniu ważnego kroku na drodze ku zrozumieniu asymetrii pomiędzy materią a antymaterią. Podczas analizy olbrzymiej ilości danych z Wielkiego Zderzacza Hadronów uczeni znaleźli dowody na naruszenie symetrii CP przez bariony.
Symetria CP oznacza, że cząstka rozpada się identycznie jak jej antycząstka odbita w lustrze. Fakt, że we wszechświecie istnieje więcej materii niż antymaterii sugeruje, że łamanie symetrii CP jest zjawiskiem powszechnym. Po raz pierwszy zaobserwowano je w 1964 roku w przypadku kaonów (mezonów K). Wtedy zaobserwowano, że rozpadają się one nieco inaczej niż antykaony. Od tej pory naruszenie symetrii CP jest przedmiotem intensywnych badań, które mają wyjaśnić istniejącą nierównowagę między materią a antymaterią.
Naukowcy wiedzieli, że i w przypadku barionów powinno dochodzić do łamania symetrii CP, jednak dotychczas nie zaobserwowano tego zjawiska. Przyczyną, dla której zaobserwowanie naruszenia symetrii CP przez bariony zajęło tyle czasu jest różnica w sile tego zjawiska i ilości dostępnych danych. Potrzebowaliśmy urządzenia takiego jak Wielki Zderzacz Hadronów, zdolnego do wytworzenia wystarczająco dużej liczby barionów pięknych oraz ich antycząstek i potrzebowaliśmy maszyny zdolnej do znalezienia produktów ich rozpadu. Teraz, dzięki ponad 80 000 rozpadów barionów zauważyliśmy – po raz pierwszy dla tej klasy cząstek – łamanie symetrii CP, mówi rzecznik prasowy eksperymentu LHCb Vincenzo Vagnoni.
Już od kilku lat w rozpadach barionów pięknych Lambda b (Λb) znajdowano sygnały świadczące o istnieniu różnic w rozpadzie barionów i antybarionów. Bariony te są sześciokrotnie bardziej masywne od swojego kuzyna, protonu. Bariony, do których należy też neutron, są tą rodziną cząstek, która w znacznej mierze tworzy świat.
Teraz naukowcy pracujący przy eksperymencie LHCb zaobserwowali naruszenie symetrii CP w przypadku cząstek Lambda b (Λb), które zbudowane są z kwarka górnego, dolnego i kwarka b (kwarka pięknego). Szczegółowe analizy rozpadów Λb i anty-Λb wykazały różnice rzędu 5,2 odchyleń standardowych (5,2 sigma). Uzyskanie 5 sigma to poziom pozwalający na ogłoszenie odkrycia. Zatem po raz pierwszy z całą pewnością udało się stwierdzić, że wśród barionów istnieje łamanie symetrii CP.
Badania tego typu, chociaż ich wyniki są spodziewane, pozwalają lepiej poznać prawa rządzące fizyką. Istnienie naruszenia symetrii CP przewiduje sam Model Standardowy. Jednak naruszenie to jest o całe rzędy wielkości zbyt małe, by na gruncie Modelu Standardowego wyjaśnić obserwowaną asymetrię między materią i antymaterią. To zaś sugeruje, że istnieją źródła naruszenia symetrii CP, których nie przewiduje Model Standardowy. Im zatem lepiej poznamy to zjawisko, z tym większą dokładnością sprawdzimy Model Standardowy i będziemy mieli szansę na odkrycie zjawisk, których obecnie nie znamy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jednym z najważniejszych czynników, który znacząco oddziałuje na wycenę diamentu, jest jego masa wyrażona w karatach. Karat, oznaczany skrótem kt, to specyficzna jednostka miary, używana do określania wielkości diamentów oraz innych kamieni szlachetnych.
Historia i pochodzenie jednostki karat
Jednostka miary, jaką jest karat, pełni istotną funkcję w branży jubilerskiej, zwłaszcza w przypadku diamentów i innych kamieni szlachetnych. Nazwa „karat” pochodzi od drzewa zwanego szarańczyn strąkowy, znanego również jako karob. W starożytności, na Bliskim Wschodzie, nasiona karobu były używane jako odważniki do ważenia kamieni szlachetnych, ponieważ cechowały się one niezwykłą regularnością masy – każde ziarno ważyło około 0,2 grama. To właśnie ta właściwość sprawiła, że nasiona te stały się podstawą do określenia jednostki masy kamieni szlachetnych, która przetrwała do dziś.
Karat jako miara masy diamentów
W jubilerstwie karat metryczny (ct) jest standardową jednostką miary masy diamentów. Jeden karat odpowiada 200 miligramom, czyli 0,2 grama. Warto zauważyć, że choć karat określa wagę kamienia, nie odnosi się bezpośrednio do jego wielkości. Dwa diamenty o tej samej masie mogą mieć różne wymiary, w zależności od ich gęstości, kształtu i szlifu. Dlatego karat jest tylko jednym z wielu czynników, które wpływają na ocenę i wycenę diamentów.
Zasada 4C – karat jako jeden z najważniejszych parametrów
Karat jest jednym z czterech podstawowych kryteriów, znanych jako zasada 4C, które mają decydujący wpływ na wartość diamentu. Oprócz masy, na cenę diamentu wpływają także jego czystość, kolor i szlif, które wspólnie determinują jakość i piękno kamienia.
W przypadku diamentów o większej masie nawet niewielka różnica w wadze może znacząco podnieść ich wartość, co jest szczególnie istotne przy ocenie rzadkich i dużych egzemplarzy. Dlatego precyzyjne określenie masy jest niezwykle ważne w procesie wyceny kamienia, a dokładność pomiaru jest niezwykle ważna, aby zapewnić sprawiedliwą ocenę jego wartości rynkowej. Co więcej, waga w karatach jest jednym z parametrów, który jest szczególnie brany pod uwagę przez kolekcjonerów i inwestorów, poszukujących diamentów o wyjątkowej jakości.
Przykłady i znaczenie masy diamentu
Największy diament, jaki kiedykolwiek odkryto – Cullinan – miał imponującą masę 3106 karatów, co odpowiada około 621,2 gramom. Diamenty o tak ogromnej masie są niezwykle rzadkie i stanowią nie tylko skarb o ogromnej wartości historycznej, ale także finansowej, często stając się obiektem zainteresowania kolekcjonerów i muzeów na całym świecie.
Warto również wspomnieć, że masa diamentu jest precyzyjnie mierzona i podawana z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku, co pozwala na bardzo dokładne określenie jego wagi, a tym samym znacząco wpływa na jego wycenę. Ta precyzja jest istotna, zwłaszcza przy obrocie diamentami, gdzie nawet najmniejsza różnica w masie może prowadzić do znacznych różnic w cenie biżuterii, podkreślając tym samym unikalność każdego egzemplarza.
Gdzie najlepiej kupować diamenty?
Diamenty najlepiej kupować w renomowanych i zaufanych sklepach jubilerskich, które oferują certyfikowane kamienie szlachetne. Certyfikaty, takie jak te wydawane przez GIA (Gemological Institute of America), gwarantują autentyczność i jakość diamentu. Można również rozważyć zakup diamentów na aukcjach, które często oferują unikatowe i rzadkie egzemplarze. Godnym polecenia miejscem do zakupu diamentów jest atelier House of Diamond, które oferuje diamenty i biżuterię najwyższej jakości, opatrzone certyfikatami GIA lub IGI.
Ważne jest, aby unikać zakupów od niezweryfikowanych sprzedawców, szczególnie online, gdzie ryzyko oszustwa jest wyższe. Najważniejsze jest upewnienie się, że sprzedawca jest godny zaufania, a diament posiada pełną dokumentację, co zapewnia bezpieczeństwo inwestycji.
Podsumowując, masa diamentów jest określana w karatach, jednostce miary, która ma swoje korzenie w starożytnych metodach ważenia kamieni szlachetnych na Bliskim Wschodzie. Dziś karat jest międzynarodowym standardem w branży jubilerskiej, a jego precyzyjne określenie ma ogromne znaczenie dla wyceny diamentów. Warto pamiętać, że diamenty o większej masie są nie tylko bardziej wartościowe, ale także trudniejsze do znalezienia, co dodatkowo podnosi ich cenę na rynku jubilerskim.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.