Окумуштуулар өтө майда "жашыруун" бөлүкчөлөр аркылуу Аалам сырын ачкысы келет

Бизди курчап турган дүйнөнүн сыры эбак эле толук ачылгандай туюлат. Бирок өтө чоң жана таң калыштуу сырлар азыр да чети оюла элек. Баары беш колдой белгилүү деген азыркы абалды алда канча жаркырата ачып бере турган жаңы изилдөө башталдыбы? Ал эмнени ачып берет?

Бир катар көрүнүктүү физиктердин пикири боюнча, бизди курчап турган дүйнөнүн олуттуу бөлүгү өтө сырдуу (же "фантом"), өтө майда бөлүкчөлөрдөн турат. Алардын сырын ачуу Ааламдын чыныгы табиятын түшүнүүбүзгө олуттуу жол ачмак.

Бул жаңы идея эмес, бирок азыр илимпоздор өздөрүнүн теориясын эксперименталдык түрдө сынап көрүүнүн жолун табышкан сыяктуу.

Бөлүкчөлөрдү изилдөө боюнча Европа борборунун (CERN) жетекчилиги мындай “арбак бөлүкчөлөрдүн” бар экенин далилдөөгө жардам бере турган экспериментти жактырды.

Бул экспериментти жүргүзүүгө мүмкүндүк берген жабдуу азыркы учурдагы бардык аналогдордон миң эсе сезгич келет.

“Фантомдорду” аныктоо үчүн бөлүкчөлөрдүн бири-бири менен кагылышуусун эмес (Чоң адрон коллайдеринде болгон сыяктуу), аларды туруктуу катуу бетке каршы сындыруу пландаштырылууда.

Баары элестүү...

Бул өтө сырдуу бөлүкчөлөр деген эмне жана аларды аныктоо үчүн эмне үчүн атайын ыкма талап кылынган?

Бөлүкчөлөр физикасынын азыркы теориясы Стандарттык модель деп аталат.

Бул теорияга ылайык, бизге белгилүү болгон материалдык Аалам бөлүкчөлөрдүн 17 гана түрүнөн турат - аябай белгилүү (мисалы, электрон жана Хиггс бозону) жана анча белгилүү эмес жана таң калыштуу аталыштары бар (кварктар, глюондор жана тау-нейтрино сыяктуулар).

Алардын айрымдары биригип (ар кандай айкалыштарда) бир аз чоңураак, бирок дагы эле кичинекей бөлүкчөлөрдү, бизди курчап турган бүт дүйнөнү, анын ичинде эң алыскы белгилүү галактикалардагы жылдыздарды түзөт. Башкалары бөлүкчөлөрдүн жүрүм-туруму жана алардын бири-бири менен болгон өз ара аракети үчүн жооптуу.

Маселе, кээ бир эксперименталдык байкоолордун натыйжалары (мисалы, галактикалардын кыймылы) бизге белгилүү болгон бүткүл материалдык Аалам анын (ар кандай жолдор менен кайра-кайра өлчөнгөн) жалпы массасынын 5 пайызга жакынын гана түзөөрүн ынанымдуу көрсөтүп турат.

Калган Аалам Стандарттык моделдин 17 бөлүкчөсүнүн элес эгиздери болуп эсептелген жарым-жартылай (же толугу менен) "арбак" же "жашыруун" бөлүкчөлөрдөн турушу мүмкүн.

Эгерде алар бар болсо, анда аларды аныктоо чындап эле кыйын, анткени алар биз билген дүйнө менен сейрек өз ара аракеттенишет. Арбактар сыяктуу эле, алар түз эле бардык нерсенин арасынан өтүшөт жана эч бир жердеги аспап тарабынан байкалбайт.

Бирок теория боюнча, "арбак" бөлүкчөлөр өтө сейрек, Стандарттык Модель бөлүкчөлөрүнө ажырап, детекторлор тарабынан кабыл алынышы мүмкүн. Жаңы аспап кагылышуулардын санын бир топ көбөйтүү менен бул ажыроолорду аныктоо мүмкүнчүлүгүн жогорулатат.

Көпчүлүк заманбап эксперименттердегидей, тездетилген бөлүкчөлөрдүн нурларын бири-бири менен кагыштыруунун ордуна, алардын айрымдары эле эмес, бардык бөлүкчөлөр майда фрагменттерге чачыроосу үчүн аларды кыймылсыз катуу нерсенин бетинде сындыруу пландаштырылууда. Бул ыкманын артыкчылыктары (аны SHiP аббревиатурасы менен белгилөө каралган) төмөндөгү графикте ачык көрүнүп турат.

Долбоордун лидерлеринин бири, Лондон Императордук Колледжинин профессору Андрей Голутвин бул эксперимент "жашыруун бөлүкчөлөрдү издөөдө жаңы доорду ачат" деп ишендирүүдө.

"Жаңы эксперимент элементардык бөлүкчөлөр физикасынын бир нече фундаменталдык маселелерин бир эле учурда чечүү үчүн уникалдуу мүмкүнчүлүк берет жана бизде мурда эч ким аныктай албаган бөлүкчөлөрдү аныктоо мүмкүнчүлүгү бар”, - деп түшүндүрдү ал.

"Арбактай бөлүкчөлөргө" аңчылык кылуу атайын ыңгайлаштырылган жабдууларды талап кылат.

Кадимки эксперименттерде (мисалы, Чоң адрон коллайдери) жаңы бөлүкчөлөрдү кагылышуу болгон жерден бир метрге чейин аныктоого болот. Бирок, арбактай бөлүкчөлөр ыдырай баштаганга чейин байкалбай, ондогон, атүгүл жүздөгөн метр аралыктарды басып өтүшү мүмкүн. Ошондуктан, жаңы эксперимент учурунда детекторлор алда канча алыс жайгашат.

Материалдуу Аалам эмнеден турат?

"Белгисиз ландшафты изилдөө"

Императордук колледждин профессору Митеш Пателдин айтымында, жаңы ыкма "чынында эле гениалдуу".

"Бул экспериментте мени абдан кызыктырган нерсе, катылган бөлүкчөлөр биздин көз алдыбызда эле (мурдубуздун астында) турат, бирок биз алардын өз ара аракеттенүүсүн (же тагыраак айтканда, анын жоктугун) көрө албайбыз", - деп түшүндүрөт ал.

“Биз такыр белгисиз ландшафты изилдеп жатабыз жана кызыктуу нерсени көрө алабыз деп ишенебиз. Жөн гана жакшылап кароо керек”.

CERNде иштеген Клаудия Ахдиданын айтымында, жаңы эксперимент (SHiP) CERNдин учурдагы объектилеринин негизинде ишке ашырылат.

"Биз буга чейин казылган туннелдерди колдонобуз, - дейт ал, - жана жалпысынан бул жашыруун секторду табууга жардам бере турган куралды түзүү үчүн бар инфраструктураны максималдуу түрдө пайдаланууга аракет кылабыз”.

Пландаштырылган жаңы тегерек коллайдердин (FCC) болжолдуу баасы 15 млрд еврого бааланууда. Ал 2040-жылдардын ортосуна чейин иштей башташы керек, бирок потенциалынын туу чокусуна 2070-жылдан кийин гана жетет.

Бирок SHiP ыкмасын колдонуу менен жаңы бөлүкчөлөрдү издөө 2030-жылы эле башталышы мүмкүн жана болжол менен 100 эсе аз чыгым керектелет. Окумуштуулар бөлүкчөлөрдү аныктоо үчүн мүмкүн болгон бардык ыкмаларды сынап көрүүгө ниеттенүүдө, алардын айтымында, бул физика тарыхындагы эң чоң жана эң маанилүү ачылыштардын бирине алып келет.

Бул Палаб Гоштун макаласынын котормосу, түпнускасын англис тилинде бул жерден окусаңыз болот.