Ανακαλύφθηκε ένα νέο πεντακουάρκ στο CERN

Ένα νέο πεντακουάρκ το Pc (4312) – ένα εξωτικό αδρόνιο που περιλαμβάνει πέντε κουάρκ – έχει ανακαλυφθεί από φυσικούς που εργάζονται στο πείραμα LHCb στο CERN. Οι επιστήμονες του LHCb έχουν επίσης διαπιστώσει ότι ένα χαρακτηριστικό των δεδομένων τους, που είχαν προηγουμένως συνδεθεί με ένα πεντακουάρκ, θα μπορούσε να αποδειχθεί για δύο πεντακουάρκ με παρόμοιες μάζες.

Το CERN εγκρίνει το νέο πείραμα FASER για να αναζητήσει εξωτικά σωματίδια σκοτεινής ύλης

Ένα νέο πείραμα για την αναζήτηση των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης, FASER, η οποία υπολογίζεται ότι αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, έναντι του 5% που αντιστοιχεί στην κοινή ορατή ύλη (από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και οτιδήποτε υπάρχει πάνω τους) ανακοίνωσε ότι ξεκινά ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

Τελικά δεν υπάρχουν τα σωματίδια WIMP της σκοτεινής ύλης

Η σκοτεινή ύλη δεν είναι μόνο η πιο άφθονη μορφή ύλης στο Σύμπαν (περίπου το 85% αυτής), είναι επίσης η πιο μυστηριώδης. Ενώ όλα τα άλλα σωματίδια που γνωρίζουμε – άτομα, νετρίνα, φωτόνια, αντιύλη και όλα τα άλλα σωματίδια στο Καθιερωμένο Μοντέλο – αλληλεπιδρούν μέσω τουλάχιστον μιας από τις γνωστές κβαντικές δυνάμεις, η σκοτεινή ύλη φαίνεται να αλληλεπιδρά μέσω της βαρύτητας μόνη της.

Η γέννηση μιας μηχανής στο CERN

Το CERN, το ευρωπαϊκό εργαστήριο φυσικής υψηλών ενεργειών στη Γενεύη, αυτή την εποχή διανύει μια ενδιαφέρουσα περίοδο. Ξεκίνησε η διαδικασία για την επικαιροποίηση της ευρωπαϊκής στρατηγικής στον τομέα των υψηλών ενεργειών, μια διαδικασία που θα ολοκληρωθεί το 2020. (Ο τομέας υψηλών ενεργειών είναι τομέας της Φυσικής που ασχολείται με την κατανόηση του μικρόκοσμου και ως εκ τούτου της φύσης, με κύρια εργαλεία μεγάλους ερευνητικούς επιταχυντές. Επιταχυντές είναι επιστημονικές μηχανές που χρησιμοποιούν ένα τέχνασμα –τη μετατροπή ενέργειας σε μάζα– για να εξαναγκάσουν τη φύση να κάνει τη δουλειά της, ενώ είμαστε έτοιμοι να την παρατηρήσουμε.)

Σχέδια του Cern για ένα ακόμα μεγαλύτερο επιταχυντή αδρονίων τον FCC

Τις ιδέες του για έναν «διάδοχο», αξίας 22,6 δισ. ευρώ, στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) παρουσίασε το Cern. Το Κέντρο Ερευνών σωματιδιακής φυσικής προτείνει τον Future Circular Collider (Μελλοντικός Κυκλικός Επιταχυντής- FCC), περίπου τέσσερις φορές πιο μακρύ και δέκα φορές πιο ισχυρό. Σκοπός είναι ο FCC να «κυνηγά» νέα υποατομικά σωματίδια ως το 2050.

Ζύγισαν τη Γη χρησιμοποιώντας νετρίνα από το Διάστημα

Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει μέχρι τώρα πολλές μεθόδους για να διασταυρώσουν το βάρος της Γης και να υπολογίσουν τι κρύβεται μέσα της – συνήθως, έχουν χρησιμοποιήσει ηχητικά κύματα και τη δύναμη της βαρύτητας για να κάνουν τους υπολογισμούς τους. Αλλά μια ομάδα ζύγισε τη Γη με έναν εντελώς νέο τρόπο: με τη μέτρηση των μυστηριωδών κοσμικών σωματιδίων που περνούν μέσα από αυτήν, τα νετρίνα.

Τα ηλεκτρόνια είναι τέλεια σφαιρικά, επιβεβαιώνουν νέες μετρήσεις

Φυσικοί από την συνεργασία ACMEEDM εξέτασαν το σχήμα του φορτίου ενός ηλεκτρονίου με πρωτοφανή ακρίβεια για να επιβεβαιώσουν ότι είναι εξαιρετικά σφαιρικά. Τούτο το αποτέλεσμα, που αναφέρεται στο περιοδικό Nature , υποστηρίζει την ισχύ του Καθιερωμένου Μοντέλου της Σωματιδιακής Φυσικής και φαίνεται να αναγκάζει πολλές εναλλακτικές θεωρίες να αναθεωρηθούν.

Οι φυσικοί ανακαλύπτουν δύο νέα σωματίδια στον επιταχυντή LHCb

Οι φυσικοί στο πείραμα LHCb του CERN βρήκαν δύο σωματίδια που δεν είχαν δει ποτέ, όπως επίσης και υπάρχουν υπαινιγμοί ενός άλλου νέου σωματιδίου, σε συγκρούσεις πρωτονίων υψηλής ενέργειας. Το LHCb είναι ένα πείραμα που δημιουργήθηκε για να διερευνήσει τι συνέβη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, που επέτρεψε στην ύλη να επιβιώσει και να οικοδομήσει το Σύμπαν που ζούμε σήμερα.

Η θεωρία της υπερσυμμετρίας ή Susy

Από τι αποτελείται ο κόσμος μας; Αυτή η ιστορική ερώτηση αποτελεί ακόμα το αντικείμενο μιας έντονης συζήτησης στους κύκλους της φυσικής σωματιδίων. Οι παρατηρησιακοί αστροφυσικοί έχουν δείξει ότι ο Κόσμος είχε μια αρχή πριν, περίπου, 13.7 δισεκατομμύρια έτη με ένα κατακλυσμιαίο ξέσπασμα στοιχειωδών σωματιδίων. Δεν υπάρχει στην πραγματικότητα κανένα αποδεικτικό στοιχείο, ότι οποιαδήποτε από τα σωματίδια της ύλης τα οποία ξέρουμε υπήρχαν πριν από αυτό το Μεγάλο Γεγονός.

Υπόνοιες για περίεργα υπερσυμμετρικά σωματίδια από το διάστημα που αψηφούν το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής

Δύο ασυνήθιστα σήματα εντοπίστηκαν από έναν ανιχνευτή σωματιδίων που αιωρείτο από ένα μπαλόνι πάνω από την Ανταρκτική, που το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής δεν μπορεί να εξηγήσει.

Μικροί επιταχυντές του CERN θα μπορούσαν τελικά να επιταχύνουν ηλεκτρόνια

Ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN, αφού επιταχύνει τα πρωτόνια γύρω από έναν κύκλο 27 χιλιομέτρων τα αναγκάζει να συγκρουστούν μαζί, αλλά αυτή η προσέγγιση δεν λειτουργεί για ηλεκτρόνια – γιατί πρέπει να επιταχυνθούν σε ευθεία γραμμή.

Παρατηρήθηκε η διάσπαση του Higgs σε 2 bottom κουάρκ

Έξι χρόνια μετά την ανακάλυψή του, το πείραμα ATLAS στο CERN παρατήρησε περίπου το 30% των διασπάσεων του μποζονίου Higgs που προβλέπονται στο πρότυπο μοντέλο. Ωστόσο, η ευνοούμενη διάσπαση του μποζονίου Higgs σε ένα ζευγάρι bottom (πυθμένιων) κουάρκ (H → bb), η οποία αναμένεται να αντιπροσωπεύει σχεδόν το 60% όλων των πιθανών διασπάσεων, παρέμεινε φευγαλέα μέχρι τώρα. Η παρατήρηση αυτού του τρόπου αποσύνθεσης και η μέτρηση του ρυθμού του είναι ένα υποχρεωτικό βήμα για την επιβεβαίωση ή την διάψευση της παραγωγής μάζας για φερμιόνια μέσω αλληλεπιδράσεων Yukawa, όπως προβλέπεται στο Πρότυπο Μοντέλο.

Μια νέα μορφή της ύλης μπορεί να βρίσκεται πέρα ​​από τον περιοδικό πίνακα

Επί του παρόντος, το βαρύτερο στοιχείο του περιοδικού πίνακα είναι το Ογκανέσσιο (Oganesson), το οποίο έχει ατομική μάζα A=294 και ατομικό αριθμό Z=118, με χημικό σύμβολο Og. όπως ονομάστηκε έτσι επίσημα από το 2016. Όπως και σε κάθε στοιχείο του περιοδικού πίνακα, σχεδόν όλη η μάζα του προέρχεται από τα πρωτόνια και νετρόνια, που αποτελούνται από τρία κουάρκ το κάθε ένα. Ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό όλων των γνωστών βαρυονικών υλικών είναι ότι τα κουάρκ τους είναι συνδεδεμένα τόσο σφιχτά από την ισχυρή πυρηνική δύναμη που είναι αδιαχώριστα. Καθώς τα σωματίδια που είναι κατασκευασμένα από δεσμευμένα κουάρκ (όπως είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια) ονομάζονται αδρόνια, γι αυτό και οι επιστήμονες αναφέρονται στην βασική κατάσταση της βαρυονικής ύλης ως «αδρονική ύλη».

Ο μεγάλος επιταχυντής LHC του CERN αναβαθμίζεται

Στόχος είναι η κατασκευή του νέας γενιάς επιταχυντή υψηλής φωτεινότητας High-Luminosity LHC (HL-LHC), ο οποίος θα επιτρέψει στο CERN να περάσει σε μια νέα φάση της ιστορίας του, βελτιώνοντας από το 2026 την απόδοσή του σημαντικά, καθώς θα καταστεί εφικτή η μεγάλη αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων.

Γιάννης Σεμερτζίδης: Ένας κυνηγός των αξιονίων της σκοτεινής ύλης

Έχετε σκεφθεί ποτέ πως το 99,99999% του ατόμου αποτελείται από κενό; Έχετε αναρωτηθεί τι κάνει τον Ήλιο και τα άλλα αστέρια να είναι τόσο φωτεινά; Γιατί παρά τη μεγάλη ταχύτητα με την οποία κινούνται τα ουράνια σώματα τελικά συγκροτούν ηλιακά συστήματα; Αυτά είναι ορισμένα από τα βασικά ερωτήματα για τη δημιουργία και οργάνωση της ύλης που προσπαθεί να απαντήσει η σύγχρονη φυσική. Ταυτόχρονα, τα ανοιχτά ερωτήματα γύρω από την άγνωστη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, που αθροιστικά αποτελούν το 95% του σύμπαντος, μας καλούν να ψάξουμε βαθύτερα.

Τα σκοτεινά φωτόνια ίσως δεν υπάρχουν

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence, διεξήγαγε μια εξαιρετικά ακριβή μέτρηση της σταθεράς λεπτοδομής α (που επιδρά στο χρώμα του φωτός που εκπέμπεται από τα άτομα) και με αυτόν τον τρόπο έχουν βρει στοιχεία που δημιουργούν αμφιβολίες για τη θεωρία των σκοτεινών φωτονίων.

Η εισαγωγή των κουάρκ σαν θεμελιωδών συστατικών της ύλης

Στις αρχές της δεκαετίας του ’30 οι φυσικοί νόμιζαν ότι είχαν ανακαλύψει όλο τον ατομικό κόσμο. Τα πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια καθώς και μερικά ακόμη σωματίδια που είχαν βρει έδιναν την εικόνα ενός τακτοποιημένου, οργανωμένου σχεδίου. Αλλά 30 χρόνια αργότερα η ειδυλλιακή αυτή εικόνα είχε χαθεί μια για πάντα. Οι φυσικοί βρέθηκαν να έχουν στα χέρια τους ένα τεράστιο πλήθος σωματιδίων, περίπου διακόσια σωματίδια, που είχαν ανακαλυφθεί, και προσπαθούσαν να τα κατατάξουν σε ομάδες για την καλύτερη εξήγησή τους. Συγχρόνως προσπαθούσαν να βρουν μοντέλα που θα μας έλεγαν πως αλληλεπιδρούν μεταξύ τους τα θεμελιώδη δομικά υλικά του σύμπαντος.

Το πυθμένιο (bottom) κουάρκ μπορεί να οδηγήσει τους φυσικούς σε μια πορεία προς νέες ανακαλύψεις

Το Στάνταρτ ή Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των σωματιδίων έχει αναπτυχθεί εδώ και αρκετές δεκαετίες για να περιγράψει τις ιδιότητες και τις αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων. Το μοντέλο έχει επεκταθεί και τροποποιηθεί με νέες πληροφορίες, αλλά ξανά και ξανά, τα πειράματα έχουν ενισχύσει την εμπιστοσύνη των φυσικών σε αυτό.

Οι φυσικοί σχεδιάζουν το διάδοχο του επιταχυντή LHC με τριπλάσιο μέγεθος

Λίγο πιο κοντά στην «ώρα μηδέν» της γέννησης του σύμπαντος στοχεύει το CERN, το οποίο σχεδιάζει την ανάπτυξη δύο επιταχυντών νέας γενιάς, που θα λειτουργούν με υψηλότερες ενέργειες από τον γνωστό «Μεγάλο Επιταχυντή Ανδρονίων» (LHC), που το 2012 ανακάλυψε το σωματίδιο Higgs. Με τον τρόπο αυτό, οι επιστήμονες θα αναζητήσουν το άγνωστο, ελπίζοντας, αρχικά, να μάθουν περισσότερα για τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια που καλύπτει το 95% του σύμπαντος.