Μοιάζει και συμπεριφέρεται σαν το Higgs λέει το CERN για το νέο σωματίδιο (updated)

Στο πλαίσιο του σεμιναρίου φυσικής ICHEP, το CERN επιβεβαίωσε τις φήμες που ήθελαν την ανακοίνωση για την εύρεση ενός νέου σωματιδίου στην περιοχή ενεργειών που αναμένεται να βρίσκεται και το σωματίδιο Higgs – περίπου 125 GeV. Οι επιστήμονες των δύο μεγάλων πειραμάτων που λαμβάνουν χώρα στο CERN, τα CMS και ATLAS παρουσίασαν τα τελευταία ευρήματα στην έρευνα για το Higgs, το πρωί της Τετάρτης 4 Ιουλίου.

Advertisements

Ακόμα και με το Higgs δεν ολοκληρώνεται το Καθιερωμένο Μοντέλο

Ανεβαίνει ο ενθουσιασμός για το μποζόνιο Higgs καθώς πλησιάζει το “καυτό” συνέδριο στην Αυστραλία τον ερχόμενο μήνα. Αλλά ακόμη και αν επιβεβαιωθούν τα προσωρινά περσινά σήματα του σωματιδίου, μια νέα ανάλυση των δεδομένων από έναν επιταχυντή σωματιδίων στην Καλιφόρνια δείχνει ότι το Higgs δεν μπορεί να ολοκληρώσει το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής.

Αναζήτηση μιας νέας φυσικής στις αρχέγονες κβαντικές διακυμάνσεις

Ο πληθωρισμός, μια πολύ σύντομη περίοδος που εμφανίστηκε σε απειροστά κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, είναι τόσο δύσκολο να την κατανοήσει κανείς όσο και το ίδιο το Big Bang. Οι φυσικοί υπολογίζουν ότι ο πληθωρισμός διήρκεσε ένα μικρό μόνο κλάσμα του δευτερολέπτου, αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου το σύμπαν μεγάλωσε σε μέγεθος κατά έναν παράγοντα 1078. Επίσης, τότε συνέβη ένα πολύ σημαντικό πράγμα: εμφανίστηκαν οι διακυμάνσεις στο κβαντικό κενό, που αργότερα οδήγησαν στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που βλέπουμε σήμερα στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB), που με τη σειρά τους παρήγαγαν τις μεγάλης κλίμακας δομές, όπως είναι οι γαλαξίες.

Ο Αϊνστάιν επισκιάζει το Νεύτωνα

Ενώ ο Αριστοτέλης είδε τη βαρύτητα σαν μια ιδιότητα της ύλης, ο Νεύτωνας τη θεωρούσε σαν μια περίπου μυστηριώδη δύναμη. Αλλά στην γενική σχετικότητα δεν ισχύει ούτε το ένα ούτε το άλλο. Η βαρύτητα, στο νέο κόσμο του Αϊνστάιν, είναι μια εκδήλωση της καμπύλωσης στη γεωμετρίας του χωρόχρονου. Όπως το έθεσε πολύ σωστά ο John Wheeler: «Η ύλη λέει στον χώρο πώς να καμπυλωθεί και ο χώρος λέει πώς αυτή να κινηθεί» (η λέξη χώρος που χρησιμοποιεί ο Wheeler είναι στην πραγματικότητα ο «χωροχρόνος».) Το νευτώνειο ισοδύναμο αυτού του αφορισμού θα ήταν: «Η ύλη λέει στην ύλη πώς να κινηθεί.”

Καλώς ήλθατε στο Πολυσύμπαν

Οι τελευταίες εξελίξεις στην κοσμολογία, δείχνουν την πιθανότητα το σύμπαν μας να είναι απλώς ένα από τα δισεκατομμύρια άλλα σύμπαντα.

Το μυστήριο του σωματιδίου Majorana

H ύλη και η αντιύλη είναι γνωστό πως όταν συναντηθούν εξαϋλώνονται μέσα σε μια λάμψη του φωτός. Πριν από πολλές δεκαετίες ο Ettore Majorana ισχυρίστηκε ότι υπάρχουν φερμιόνια που είναι ταυτόχρονα και τα αντισωματίδια τους. Να είναι ύλη και αντιύλη ταυτόχρονα.

Η λύση στα κοσμικά μυστήρια είναι μήπως να δεχθούμε ότι μια μαύρη τρύπα περιέχει ένα νέο σύμπαν;

Το σύμπαν μας μπορεί να βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Αυτό μπορεί να ακούγεται περίεργο, αλλά θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι η καλύτερη εξήγηση για το πώς ξεκίνησε το σύμπαν, και αυτό που παρατηρούμε σήμερα. Είναι μια θεωρία που έχει διερευνηθεί κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών από μια μικρή ομάδα φυσικών συμπεριλαμβανομένου και του Nikodem Poplawski.

Θεωρητικοί λένε ότι η κβαντική κυματοσυνάρτηση δεν είναι απλώς ένα μαθηματικό εργαλείο αλλά πραγματική οντότητα

Η φιλοσοφική θέση της κυματοσυνάρτησης – η οντότητα που καθορίζει την πιθανότητα διαφορετικών εκβάσεων όταν γίνονται μετρήσεις σωματιδίων της κβαντομηχανικής – φαίνεται ότι δεν είναι ένα απλό στατιστικό εργαλείο, όπως πιστεύεται σήμερα ευρέως, αλλά υπάρχει ως αντικειμένική οντότητα. Αυτό υποστηρίζουν τρεις Βρετανοί θεωρητικοί φυσικοί σε μια νέα δημοσίευση στην οποία λένε ότι αποδεικνύεται μαθηματικά ότι η κυματοσυνάρτηση είναι πραγματική.

Φυσικοί υποστηρίζουν ότι ο χρόνος δεν είναι η τέταρτη διάσταση του χωροχρόνου

Οι φιλόσοφοι συζητούν για τη φύση του χρόνου πολύ πριν από τον Αϊνστάιν και τη σύγχρονη φυσική. Αλλά τα 106 χρόνια από τον Αϊνστάιν, η επικρατούσα άποψη στη φυσική ήταν ότι ο χρόνος λειτουργεί ως την τέταρτη διάσταση του χώρου, μία σκηνή που παριστάνεται μαθηματικά ως 4D χωροχρόνος Minkowski. Ωστόσο, μερικοί επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων των Amrit Sorli και Davide Fiscaletti, από την Σλοβενία, υποστηρίζουν ότι ο χρόνος υπάρχει εντελώς ανεξάρτητα από το χώρο. Σε μια νέα μελέτη τους, οι Sorli και Fiscaletti έχουν δείξει ότι δύο φαινόμενα της ειδικής σχετικότητας – η διαστολή του χρόνου και η συστολή του μήκους – μπορεί να περιγραφούν καλύτερα στο πλαίσιο του 3D χώρου με τον χρόνο σαν την ποσότητα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της αλλαγής (δηλαδή την κίνηση των φωτονίων) σε αυτό τον χώρο.

Διάψευση των θεωριών για τις κοσμικές ακτίνες έκανε το παρατηρητήριο νετρίνων IceCube

Οι επιστήμονες νόμιζαν ότι ήξεραν από πού προέρχονται τα πιο ενεργητικά σωματίδια στο Σύμπαν, οι λεγόμενες κοσμικές ακτίνες. Τώρα, όμως, ένας ανιχνευτής νετρίνων που λειτουργεί μέσα στους πάγους της Ανταρκτικής διαψεύδει τη θεωρία που ήθελε τις κοσμικές ακτίνες να πηγάζουν από νεογέννητες μαύρες τρύπες ή άστρα νετρονίων.

Γερμανοί φυσικοί διασπούν το ηλεκτρόνιο

Αν και αποτελούν θεμελιώδη σωματίδια, τα ηλεκτρόνια υπό πολύ συγκεκριμένες συνθήκες φαίνονται να επιδεικνύουν διχασμένη προσωπικότητα – χωρίζονται σε τρία ξεχωριστά σωματίδια με διαφορετικές ιδιότητες. Οι επιστήμονες είχαν εντοπίσει τα δυο «κρυφά» πρόσωπά τους, το τρίτο όμως τους διέφευγε πεισματικά. Τώρα μια ομάδα ερευνητών κατόρθωσε να το «δει» ανοίγοντας ένα νέο κεφάλαιο όχι μόνο στα σχολικά βιβλία της Φυσικής αλλά και στην έρευνα της υπεραγωγιμότητας και των κβαντικών υπολογιστών.

Η κοσμολογική σταθερά Λ του Αϊνστάιν

Το μεγαλύτερο λάθος του Αϊνστάιν, όπως ο ίδιος παραδέχθηκε σε μια συνομιλία που είχε με τον George Gamow, ήταν η εισαγωγή κατά το 1917 μιας κοσμολογικής σταθεράς Λ στις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας. Ο λόγος που το έκανε ήταν γιατί την εποχή εκείνη οι φυσικοί πίστευαν ότι το σύμπαν ήταν στατικό, ενώ οι εξισώσεις οδηγούσαν τον Αϊνστάιν σε ένα μεταβαλλόμενο σύμπαν.

Φθηνοί επιταχυντές στο κυνήγι για σκοτεινές δυνάμεις

Σε σήραγγες κάτω από το Εργαστήριο Thomas Jefferson στη Βιρτζίνια, ένας επιταχυντής θέτει σε κίνηση μια ακτίνα ηλεκτρονίων γύρω από μια πίστα. Οι ενέργειές τους είναι μέτριες αλλά η δέσμη είναι πολύ πυκνή – γι ‘αυτό και χρειάζεται μια πολύ φωτεινή δέσμη για να ανιχνεύσει το λεγόμενο σκοτεινό φωτόνιο – ένα φωτόνιο που δεν λάμπει.

Σύντομα η απάντηση για τα υπερφωτεινά νετρίνα (updated)

Πέρυσι, οι φυσικοί εξέπληξαν τον κόσμο ανακοινώνοντας ότι είχαν δει ενδείξεις ότι νετρίνα ταξίδεψαν ταχύτερα από το φως – ένας άθλος που μέχρι τώρα πιστεύαμε ότι ήταν αδύνατον από την ειδική σχετικότητα του Αϊνστάιν. Από τότε, άλλοι ερευνητές αγωνίζονται για να ελέγξουν αν είναι σωστά τα αποτελέσματα του πειράματος.

Είναι το σύμπαν ψηφιακό;

Ένα νέο πείραμα που θα γίνει έξω από το Σικάγο θα προσπαθήσει να μετρήσει τις στενές σχέσεις μεταξύ της πληροφορίας, της ύλης και του χωροχρόνου. Αν δουλέψει, θα μπορούσε να ξαναγράψει τους κανόνες για τη φυσική του 21ου αιώνα.

Πώς δημιουργήθηκε όλη η ύλη στο σύμπαν;

Λέγεται, και σωστά, ότι η κοσμολογία είναι ο κλάδος της φυσικής που υποβάλλει τις μεγαλύτερες ερωτήσεις. Τελικά, λίγες ερωτήσεις μέσα στην επιστήμη μπορούν να έχουν τον αντίκτυπο αυτής: Άραγε όλη αυτή η ύλη που βλέπουμε υπήρχε αρχικά στο κέντρο του Big Bang ή είναι ύλη που συνεχώς δημιουργείται; Και σε αυτή την περίπτωση, πώς φτιάχνεται;

Οι γυμνές μαύρες τρύπες ζουν στην 5η διάσταση

Το 1991, ο Stephen Hawking στοιχημάτισε με τον Kip Thorne και τον John Preskill του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας ότι όλες οι ιδιομορφίες (σημεία άπειρης πυκνότητας και καμπυλότητας του χωροχρόνου που συνήθως βρίσκονται στα κέντρα μιας μαύρης τρύπας) δεν είναι γυμνές (δεν υπάρχει δηλαδή ορίζοντας γεγονότων). Έξι χρόνια αργότερα έχασε, όταν εμφανίστηκαν καταστάσεις όπου έδειξαν ότι μπορούσαν να υπάρξουν γυμνές ιδιομορφίες, αν και είναι ασταθείς και εξαφανίζονται ή υποχωρούν πίσω από έναν ορίζοντα γεγονότων με την παραμικρή διαταραχή.

Οφείλεται στη διακύμανση του κενού η προέλευση της μάζας;

Η προέλευση της μάζας είναι ένα από τα βαθύτερα μυστήρια της φύσης. Υπάρχει όμως μία, αμφιλεγόμενη προς το παρόν, θεωρία που προτείνει ότι η μάζα προέρχεται από την αλληλεπίδραση της ύλης με το κβαντικό κενό που διαποτίζει το σύμπαν κι όχι από το πεδίο Higgs.

Είναι αληθινή η μετάδοση σημάτων από πάλσαρ με υπερφωτεινές ταχύτητες;

Στα εισαγωγικά μαθήματα της φυσικής μάθαμε ότι οι πληροφορίες δεν μπορούν να μεταδοθούν πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, εργαστηριακά πειράματα που γίνονται τα τελευταία 30 χρόνια καταδεικνύουν σαφώς ότι κάποια πράγματα φαίνεται να σπάζουν το όριο αυτό της ταχύτητας, χωρίς να καταργείται η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.