โดย Marcus Woo เผยแพร่เมื่อ 10 พฤษภาคม 2018
เครื่องจักรเซ็กซี่บาคาร่าที่ใช้ในการทดลอง Q-weak ซึ่งเพิ่งวัดแรงพื้นฐานของธรรมชาติและไม่พบความเบี่ยงเบนจากแบบจําลองมาตรฐาน (เครดิตภาพ: เจฟเฟอร์สันแล็บ, สหรัฐอเมริกา DOE)
ชอล์กชัยชนะอีกครั้งสําหรับ Standard Model ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ประสบความสําเร็จอย่างน่าทึ่งที่อธิบายว่า
อนุภาคพื้นฐานที่รู้จักทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร
นักฟิสิกส์ได้ทําการวัดที่แม่นยําที่สุดเท่าที่เคยมีมาว่าแรงที่อ่อนแอซึ่งเป็นหนึ่งในสี่แรงพื้นฐานตามธรรมชาตินั้นทําหน้าที่กับโปรตอนมากเพียงใดผลการวิจัยเผยแพร่ในวันนี้ (9 พฤษภาคม) ใน วารสารธรรมชาติ (เปิดในแท็บใหม่)เป็นเพียงสิ่งที่ Standard Model คาดการณ์ไว้ โดยจัดการกับความพยายามของนักฟิสิกส์ในการค้นหาข้อบกพร่องในทฤษฎีและค้นพบฟิสิกส์ใหม่ที่สามารถอธิบายได้ว่าสสารมืดและพลังงานมืดคืออะไร [ควาร์กและมูนแปลก ๆ โอ้ย! อนุภาคที่เล็กที่สุดของธรรมชาติผ่า]
แม้จะมีชัยชนะ แต่รุ่นมาตรฐานก็ไม่สมบูรณ์ มันไม่ได้อธิบายสสารมืดและพลังงานมืดซึ่งเมื่อรวมกันแล้วอาจคิดเป็นมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของจักรวาลและยังไม่เคยสังเกตโดยตรง ทฤษฎีนี้ไม่ได้รวมแรงโน้มถ่วงหรืออธิบายว่าเหตุใดจักรวาลจึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร
การทดสอบรุ่นมาตรฐาน
วิธีหนึ่งสู่ทฤษฎีที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นคือการทดสอบสิ่งที่ Standard Model พูดเกี่ยวกับแรงที่อ่อนแอซึ่งมีหน้าที่ในการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีทําให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ทําให้ดวงอาทิตย์ส่องแสงและขับเคลื่อนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความแรงของปฏิสัมพันธ์ของแรงที่อ่อนแอขึ้นอยู่กับประจุที่อ่อนแอของอนุภาคเช่นเดียวกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับมวล
”เราแค่หวังว่านี่จะเป็นเส้นทางหนึ่งในการค้นหารอยร้าวใน Standard Model” เกร็ก สมิธ นักฟิสิกส์ที่ศูนย์เร่งปฏิกิริยาแห่งชาติเจฟเฟอร์สันในเวอร์จิเนียและผู้จัดการโครงการสําหรับการทดลอง Q-weak กล่าวนักวิจัยระเบิดลําแสงอิเล็กตรอนที่กลุ่มโปรตอน การหมุนของอิเล็กตรอนเป็นแบบขนานหรือขนานกับลําแสง เมื่อชนกับโปรตอนอิเล็กตรอนจะกระจายส่วนใหญ่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่สําหรับทุก ๆ 10,000 หรือ 100,000 กระเจิงสมิ ธ กล่าวว่าหนึ่งเกิดขึ้นผ่านแรงที่อ่อนแอ
ซึ่งแตกต่างจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าแรงที่อ่อนแอไม่เชื่อฟังความสมมาตรของกระจกหรือความเท่าเทียม
กันตามที่นักฟิสิกส์เรียกมัน ดังนั้นเมื่อทําปฏิกิริยาผ่านแรงแม่เหล็กไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะกระจายในลักษณะเดียวกันโดยไม่คํานึงถึงทิศทางการหมุนของมัน แต่เมื่อทําปฏิกิริยาผ่านแรงอ่อนความน่าจะเป็นที่อิเล็กตรอนจะกระจายขึ้นอยู่กับว่าการหมุนนั้นขนานหรือขนานกันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับทิศทางที่อิเล็กตรอนกําลังเดินทาง
ในการทดลองลําแสงสลับกันระหว่างการยิงอิเล็กตรอนด้วยการหมุนแบบขนานและแบบขนานประมาณ 1,000 ครั้งต่อวินาที นักวิจัยพบว่าความแตกต่างของความน่าจะเป็นในการกระเจิงเป็นเพียง 226.5 ส่วนต่อพันล้านโดยมีความแม่นยํา 9.3 ส่วนต่อพันล้าน นั่นเทียบเท่ากับการค้นพบว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ที่เหมือนกันสองแห่งมีความสูงแตกต่างกันตามความหนาของเหรียญดอลลาร์ — ด้วยความแม่นยําจนถึงความกว้างของเส้นผมมนุษย์
”นี่เป็นความไม่สมดุลที่เล็กที่สุดและแม่นยําที่สุดเท่าที่เคยวัดได้ในการกระเจิงของอิเล็กตรอนโพลาไรซ์จากโปรตอน” ปีเตอร์ บลันเดน นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมนิโทบาในแคนาดาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว เขากล่าวเสริมว่าการวัดเป็นความสําเร็จที่น่าประทับใจ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าในการตามล่าหาฟิสิกส์ใหม่การทดลองพลังงานที่ค่อนข้างต่ําเหล่านี้สามารถแข่งขันกับเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังเช่น Large Hadron Collider ใกล้เจนีวา Blunden กล่าว
แม้ว่าประจุที่อ่อนแอของโปรตอนจะกลายเป็นสิ่งที่ Standard Model กล่าวว่ามันจะเป็น แต่ความหวังทั้งหมดจะไม่สูญหายไปจากการค้นหาฟิสิกส์ใหม่สักวันหนึ่ง ผลลัพธ์ที่ได้ก็จํากัดว่าฟิสิกส์ใหม่เหล่านั้นอาจมีลักษณะอย่างไร ตัวอย่างเช่นสมิ ธ กล่าวว่าพวกเขาแยกแยะปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนกับโปรตอนที่เกิดขึ้นที่พลังงานต่ํากว่า 3.5 เทราอิเล็กตรอนโวลต์
ถึงกระนั้นมันจะน่าตื่นเต้นกว่านี้มากหากพวกเขาพบสิ่งใหม่ ๆ สมิ ธ กล่าวเซ็กซี่บาคาร่า
