W-ბოზონის მასა და სტანდარტულ მოდელში გაჩენილი ბზარი

 2022 წლის აპრილში, ფერმილაბის ტევატრონსა (2011 წელს დაასრულა ფუნქციონირება) და სხვა ექსპერიმენტებით 10 წლის განმავლობაში დაგროვებული მონაცემების ანალიზით, დადგინდა, რომ W-ბოზონის მასა, ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის მიერ ნაკარნახევზე მეტია (80, 433 ± 9 გევ). მიღებული სიდიდის სანდოობა იმდენად მაღალია, რომ მხოლოდ მეტრილიონედია შანსი იმისა, ექსპერიმენტის ხარვეზთან გვქონდეს საქმე (რა არის ელექტრონვოლტი?).

 W– და Z-ბოზონები, სუსტი ურთიერთქმედების გადამტანი ფუნდამენტური ნაწილაკებია (როგორც ელექტრომაგნიტურისა – ფოტონი). მათი აღმოჩენა (ცერნი, 1983 წელი), ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტული მოდელის ერთ-ერთი უმთავრესი წარმატებაა.

 W-ნაწილაკის სახელი ურთიერთქმედების სახელის პირველი ასოდან მოდის — სუსტი (Weak). Z-ნაწილაკის სახელი კი სიტყვა Zero-დან (ნული), რადგან მას არ გააჩნია ელექტრული მუხტი.

ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის ნაწილაკები.

 შეგახსენებთ, რომ W-ბოზონი განუყოფლად არის დაკავშირებული სუსტი ბირთვული ურთიერთქმედების ძალებთან, რომლებიც პასუხისმგებელია რადიოაქტიური დაშლისა და ბირთვული შერწყმის ზოგიერთ სახეობაზე. მაგრამ არ ინერვიულოთ, ის ფაქტი, რომ W-ბოზონს მოსალოდნელზე მეტი მასა აქვს, არ ნიშნავს იმას, რომ მეცნიერებას სრულიად არასწორად ესმის ზემოთ ხსენებული პროცესები. ეს ნიშნავს, რომ სამყაროში ჯერ კიდევ არსებობს სხვა რამ, რაც ჩვენ ჯერ არ ვიცით ან არ გვესმის და რომლებიც პირდაპირ კავშირშია ელემენტარულ ნაწილაკებთან და მათ შორის ურთიერთქმედებებთან (ატომი).

 მცირე ძალისა და მოქმედების მცირე რადიუსის მიუხედავად (ფოტონისაგან განსხვავებით, ამ ძალის ბოზონებს აქვს მასა), სუსტი ურთიერთქმედება (სუ) ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ბუნებაში. მისი ”გამორთვა” რომ შეგვძლებოდა, ჩაქრებოდა მზეც, რადგან ვეღარ მოხდებოდა პროტონის გადაქცევა ნეიტრონად, პოზიტრონად და ნეიტრინოდ, რისი შედეგიც ოთხი პროტონის გადაქცევაა ჰელიუმად 4Не, ორ პოზიტრონად და ორ ნეიტრინოდ. ეს პროცესი მზისა და ვარსკვლავების ენერგიის ძირითადი წყაროა. სუ-ით გამოწვეული პროცესები ნეიტრინოს გამოსხივებით, ვარსკვლავების ევოლუციის განუყოფელი ნაწილია, ნეიტრინოებს თან მიაქვთ ვრსკვლავების ენერგიის ნაწილი (აცივებენ მათ), ასევე ზეახლების აფეთქების დროს, მათი გადაქცევით პულსარად. სუ რომ არ იყოს, სტაბილური იქნებოდა ფართოდ გავრცელებული მიუონები, პი-მეზონები, უცნაური და მომხიბვლელი ნაწილაკები, რომლებიც სუ-ით იშლება. სუ-ის ასეთი დიდი როლი იმასთანაა დაკავშირებული, რომ ის, ელ.მაგნიტური და ძლიერი ურთიერთქმედებებისგან განსხვავებით, არ ემორჩიელბა აკრძალვების მთელ რიგს, კერძოდ, სუ დამუხტულ ლეპტონებს (მაგ. ელექტრონი) აქცევს ნეიტრინოებად, ხოლო ერთი ტიპის (არომატის) კვარკებს სხვა ტიპის კვარკებად. სუსტი პროცესების ინტენსიურობა ენერგიის ზრდასთან ერთად იზრდება და ელ.მაგნიტურისას უტოლდება (სუსტი ურთიერთქმედება).

 მეცნიერთა თქმით, ეს არის ამ ლამაზ თეორიაში გაჩენილი ყველაზე დიდი ბზარი, რაც ჩვენთვის უცნობი ნაწილაკებისა და ძალების არსებობისკენ შეიძლება მიუთითებდეს, რისი ახსნაც ისეთი თეორიებით შეიძლება მოხდეს, როგორიც არის სუპერსიმეტრია.  ნობელის ლაურეატი თეორიულ ფიზიკაში, ფრენკ ვილჩეკი, ამ შედეგს “მონუმენტურს” უწოდებს.

 მიუხედავად იმისა, რომ გაზომვების სტატისტიკური მნიშვნელობა შვიდ სიგმას უტოლდება (5σ ითვლება აღმოჩენად), ფერმილაბის დირექტორის მოადგილე, ჯოზეფ ლიკენი ამბობს, რომ ეს ყველაფერი სხვა ექსპერიმენტებითაც უნდა დამტკიცდეს, სანამ ინტერპრეტაციებზე დავიწყებდეთ საუბარს.

დიდი ადრონული კოლაიდერის ერთ-ერთი დეტექტორი – CMS – მიუონების კომპაქტური დეტექტორი.

 მეცნიერები უკვე ემზადებიან იმ ფაქტორების მოსაძიებლად, რომლებიც სტანდარტულ მოდელში გაჩენილ „ბზარზეა“ პასუხისმგებელი. ამ ძიებაში უმნიშვნელოვანესია დიდი ადრონული კოლაიდერის მთავარი დეტექტორებით — ATLAS და CMS, უკვე შეგროვებული მონაცემების შემდგომი ანალიზი (ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.