Un esperimento con un protone e un muone fa fallire la fisica

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Il mistero dei muoni e la Relatività del tempo

Il mistero dei muoni e la Relatività del tempo
Anonim

La fisica è folle e non sempre segue le leggi che abbiamo formulato negli ultimi parecchie migliaia di anni di osservazione e analisi accumulate. Caso in questione: un nuovo studio pubblicato oggi a Scienza che illustra come la dimensione del raggio del protone determinata dalle sue interazioni con altre particelle più piccole possa cambiare in modo così confuso da interrompere le teorie fondamentali legate al modello standard e alla meccanica quantistica. In altre parole, qualcosa è fucky. Oh tesoro!

Vedi, il raggio di un protone (i protoni risiedono nel nucleo di un atomo, insieme ai neutroni) cambia in base a qualsiasi elettrone che lo sta orbitando. Gli elettroni causano cambiamenti nella carica globale di un atomo che influenza ciò che sarà il raggio orbitale. Tuttavia, ricerche precedenti hanno scoperto che collocare una versione più pesante dell'elettrone - chiamata a muone - Nell'orbita di un protone crea un vero strano versione di un atomo di idrogeno che crea un raggio di protoni non abbiamo un modello per il calcolo corretto. In altre parole, si fotte la nostra cazzata della fisica.

Fondamentalmente, l'elettrone muonico pesante lancia una chiave nell'uso dei fisici dei modelli per determinare la struttura e il comportamento di piccole particelle. Il nuovo studio in questione sembrava fondamentalmente confermare che c'era un problema mettendo un muone attorno all'orbita del deuterio - un pesante isotopo di idrogeno.

Se non ci fosse un problema - cioè, se gli scienziati tradizionali nozioni di fisica e l'intera struttura dell'universo fossero corretti - l'orbita del protone del deuterio avrebbe reagito in modo prevedibile, già osservato al muone.

Invece, sì, la merda è diventata strana. Il raggio del protone di deuterio è diventato completamente incasinato e incoerente in un modo che i ricercatori non possono ancora giustificare o prevedere.

E sfortunatamente, non c'è modo di riconciliare questo rompicapo con le attuali teorie della fisica.

Ars Technica ha una buona carrellata di come funziona esattamente l'esperimento, se sei interessato a dare un'occhiata. Il principale punto d'appoggio, tuttavia, è che i risultati erano al di fuori della soglia di errore statistico: ciò che il team di ricerca ha visto era un'anomalia che era, beh, ipotetico accadere. Non abbiamo proprio modo di spiegarlo adesso.

Come tutte le ricerche che sollevano più domande che risposte, l'unica cosa che possiamo fare per risolvere questo mistero è eseguire più studi e raccogliere più misurazioni che potrebbero fornire maggiore chiarezza.

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