Ahoana no hialana amin'ny fiafaran'ny fizika?
Mitentina an-davitrisany dolara ny vidin'ny mpifandona sombintsombin'ny taranaka manaraka. Misy drafitra hananganana fitaovana toy izany any Eoropa sy Shina, saingy misalasala ny mpahay siansa raha mitombina izany. Angamba tsara kokoa isika mitady fomba fanandramana sy fikarohana vaovao izay hitarika ho amin'ny fandrosoana eo amin'ny fizika?
Ny Model Standard dia nohamafisina imbetsaka, anisan'izany ny Large Hadron Collider (LHC), saingy tsy mifanaraka amin'ny zavatra andrasan'ny fizika rehetra izany. Tsy afaka manazava ny zava-miafina toy ny fisian'ny zavatra maizina sy ny angovo maizina na ny antony maha samy hafa ny hery misintona amin'ny hery fototra hafa.
Ao amin'ny siansa, izay mahazatra amin'ny olana toy izany, dia misy fomba hanamafisana na hanoherana ireo vinavina ireo. fanangonana angona fanampiny - amin'ity tranga ity dia avy amin'ny teleskaopy sy mikraoskaopy tsara kokoa ary, angamba, avy amin'ny vaovao tanteraka, lehibe kokoa aza super bumper izay hamoronana fahafahana ho hita singa supersymmetric.
Tamin'ny 2012, ny Institute of High Energy Physics of the Chinese Academy of Sciences dia nanambara drafitra hananganana supercounter goavambe. voalamina Electron Positron Collider (CEPC) Mety ho 100 km eo ho eo ny manodidina azy, efa ho avo efatra heny noho ny LHC (1). Ho setrin'izany, tamin'ny taona 2013, nanambara ny drafitry ny LHC, i.e. CERN, ny operatera amin'ny LHC hamorona fitaovana fiadiana vaovao antsoina hoe CERN. Future Circular Collider (FCC).
1. Fampitahana ny haben'ny accelerators kasaina CEPC, FCC ary LHC.
Na izany aza, manontany tena ny mpahay siansa sy ny injeniera raha mendrika ny fampiasam-bola goavana ireo tetikasa ireo. Chen-Ning Yang, nahazo ny Loka Nobel momba ny fizika fizika, dia nanakiana ny fikarohana ireo dian'ny supersymmetry amin'ny fampiasana supersymmetry vaovao tao amin'ny lahatsoratra bilaogy telo taona lasa izay, niantso azy io ho "lalao maminavina." Tombanana lafo be. Nanakoako azy ny mpahay siansa maro tany Shina, ary tany Eoropa, ireo mpanazava siantifika dia niresaka tamin'ny toe-tsaina mitovy momba ny tetikasa FCC.
Sabine Hossenfelder, mpahay fizika ao amin'ny Institute for Advanced Study any Frankfurt, dia nilaza tamin'i Gizmodo. –
Ireo mpitsikera ny tetikasa hananganana fifandonana matanjaka kokoa dia manamarika fa tsy mitovy amin'ny fotoana nanorenana azy ny toe-javatra. Tamin’io fotoana io no fantatra fa nitady mihitsy izahay Ny Higgs boson. Ankehitriny dia tsy voafaritra mazava ny tanjona. Ary ny fahanginana amin'ny valin'ny andrana nataon'ny Large Hadron Collider, nohavaozina ho an'ny fahitan'i Higgs - rehefa tsy nisy nahita fandrosoana na dia iray aza nanomboka tamin'ny taona 2012 - dia somary mampalahelo.
Ankoatra izany, misy ny malaza, fa angamba tsy ny rehetra, zava-misy izany ny zavatra rehetra fantatsika momba ny vokatry ny andrana LHC dia avy amin'ny famakafakana eo amin'ny 0,003% eo ho eo amin'ny angona azo tamin'izany. Tsy nahazaka intsony izahay. Tsy azo lavina fa efa tafiditra ao anatin’ny 99,997% tsy nodinihintsika ny valin’ireo fanontaniana lehibe momba ny fizika manenjika antsika. Ka angamba tsy ny fanamboarana milina lehibe hafa lafo vidy no ilainao, fa ny fitadiavana fomba handinihana fampahalalana bebe kokoa?
Tena ilaina ny mandinika, indrindra fa ny fizika manantena ny hisintona bebe kokoa ny milina. Ny fiatoana roa taona (antsoina hoe) izay nanomboka vao haingana dia hitazona ny collider tsy miasa mandra-pahatongan'ny 2021, mamela ny fikojakojana (2). Hanomboka hiasa amin'ny angovo mitovitovy na ambony kokoa izy io alohan'ny hanaovana fanavaozana lehibe amin'ny 2023, miaraka amin'ny fahavitan'ny 2026.
Mitentina iray lavitrisa dolara (mora raha oharina amin’ny vidin’ny FKK nokasain’ny FKK) io fanavaozana io, ary ny tanjony dia ny hamorona ilay antsoina hoe. High Luminosity-LHC. Amin'ny 2030, mety hampitombo avo folo heny ny isan'ny fifandonan'ny fiara iray isan-tsegondra.
2. Asa fanamboarana ny LHC
neutrino izany
Ny iray amin'ireo singa tsy hita tao amin'ny LHC, na dia nantenaina aza, dia WIMP (- poti-javatra mavesa-danja malemy mifandray). Ireo dia singa mavesatra vinavina (avy amin'ny 10 GeV/s² ka hatramin'ny TeV/s² maromaro, miaraka amin'ny vesatry ny proton iray latsaky ny 1 GeV/s²), mifandray amin'ny zavatra hita maso miaraka amin'ny hery azo oharina amin'ny fifandraisana malemy. Izy ireo dia hanazava ny mistery mistery faobe antsoina hoe dark matter, izay avo dimy heny fahita eo amin'izao rehetra izao noho ny mahazatra.
Ny LHC dia tsy nahita WIMP tamin'ity 0,003% amin'ny angona andrana ity. Na izany aza, misy fomba mora kokoa amin'izany - ohatra. XENON-nT fanandramana (3), tavin-drano goavam-be misy xenon ranon-javatra lalina any ambanin'ny tany any Italia ary eo am-panaovana sakafo amina tambajotra fikarohana. Ao amin'ny vata xenon lehibe iray hafa, LZ any South Dakota, dia hanomboka amin'ny 2020 ny fikarohana.
Andrana iray hafa, ahitana mpitsikilo semiconductor ultra-mangatsiaka be loatra, dia antsoina SuperKDMS SNOLAB, dia hanomboka hisintona data any Ontario amin'ny fiandohan'ny taona 2020. Noho izany dia mitombo ny vintana "hisambotra" ireo singa mistery ireo tamin'ny taona 20.
Tsy ny Wimps irery ihany no tadiavin'ny mpahay siansa. Ny fanandramana kosa dia afaka mamokatra singa hafa antsoina hoe axions, izay tsy azo jerena mivantana toy ny neutrinos.
Tena azo inoana fa ny folo taona manaraka dia ho anjakan'ny fikarohana mifandraika amin'ny neutrino. Anisan'ireo potika mahazatra indrindra eto amin'izao rehetra izao izy ireo. Mandritra izany fotoana izany, iray amin'ireo sarotra indrindra ny fianarana, satria ny neutrinos dia tena malemy mifandray amin'ny raharaha tsotra.
Efa ela ny mpahay siansa no nahafantatra fa io singa io dia voaforon'ny telo misaraka antsoina hoe tsiro sy fanjakana telo misaraka - saingy tsy mifanaraka tanteraka amin'ny tsiro izany, ary ny tsiro tsirairay dia fitambarana fanjakana telo noho ny mekanika quantum. Ny mpikaroka dia manantena ny hianatra ny sanda marina amin'ireo faobe ireo sy ny filaharan'izy ireo rehefa mitambatra hamorona tsiro tsirairay. Fanandramana toy ny Diana any Alemaina dia tsy maintsy manangona ny angon-drakitra ilaina izy ireo mba hamaritana ireo soatoavina ireo amin'ny taona ho avy.
3. Modely mpitsikilo XENON-nT
Ny neutrino dia manana toetra hafahafa. Rehefa mandeha, ohatra, eny amin'ny habakabaka, dia toa mihetsiketsika eo anelanelan'ny tsirony. Manampahaizana avy amin'ny Jiangmen Underground Neutrino Observatory any Shina, izay heverina fa hanomboka hanangona angona momba ny neutrino avoakan'ny toby nokleary eo akaiky eo amin'ny herintaona.
Misy karazana tetikasa mitovy Super Kamiokande, ny fandinihana tany Japon dia natao hatry ny ela. Nanomboka nanangana toeram-panadinana neutrino manokana i Etazonia. LBNF any Illinois sy ny fanandramana amin'ny neutrino amin'ny halalin'ny DUNE any South Dakota.
Ny tetikasa LBNF/DUNE vatsian'ny firenena mitentina 1,5 lavitrisa dolara dia antenaina hanomboka amin'ny 2024 ary hiasa tanteraka amin'ny 2027. Ny fanandramana hafa natao hamahana ny tsiambaratelon'ny neutrino dia misy LALANA, ao amin'ny Oak Ridge National Laboratory any Tennessee, ary Programa neutrino fohy baseline, Hiverina any amin'ny Fermilab, Illinois.
Ho setrin'izany, amin'ny tetikasa Legend-200, Nokasaina hisokatra amin'ny taona 2021 izy io, handalina tranga iray antsoina hoe tsy neutrinoless double beta decay. Heverina fa ny neutron roa avy amin'ny nucleus amin'ny atoma iray dia simba miaraka ho protons, izay samy mamoaka elektronika ary , mifandray amin'ny neutrino hafa ary manjavona.
Raha misy ny fanehoan-kevitra toy izany, dia hanome porofo izany fa ny neutrinos dia ny antimaterian'izy ireo manokana, manohana ankolaka teoria hafa momba ny tontolo voalohany - manazava ny antony misy zavatra mihoatra noho ny antimatter.
Ny mpahay fizika koa dia maniry ny handalina farany ny angovo maizina mistery izay miditra amin'ny habakabaka ary mitarika amin'ny fanitarana izao rehetra izao. Spectroscopy angovo maizina Ny fitaovana (DESI) dia nandeha mivantana tamin'ny taon-dasa ary antenaina ho velona amin'ny 2020. Large Synoptic Survey Telescope any Chile, tarihin'ny National Science Foundation/Department of Energy - programa fikarohana feno amin'ny fampiasana an'io fitaovana io dia tokony hanomboka amin'ny 2022.
С другой стороны (4), izay natao ho hetsika amin'ny folo taona lasa, dia ho lasa mahery fo amin'ny faharoapolo. Ho fanampin'ny fikarohana nomanina, dia handray anjara amin'ny fandalinana ny angovo maizina amin'ny fandinihana ny vahindanitra sy ny zava-mitranga ao aminy.
4. Famantarana ny Teleskaopy James Webb
Inona no hanontaniantsika
Hevero fa tsy hahomby ny folo taona manaraka amin'ny fizika raha toa ka mametraka fanontaniana tsy voavaly ny folo taona manomboka izao. Ho tsara kokoa raha mahazo ny valiny tadiavintsika isika, fa koa rehefa misy fanontaniana vaovao mipoitra, satria tsy afaka miantehitra amin'ny toe-javatra iray izay lazain'ny fizika hoe: "Tsy manana fanontaniana intsony aho", hatramin'izay.
