Gulungkan satu lagi kemenangan untuk Model Standard, teori yang sangat berjaya yang menerangkan bagaimana semua zarah-zarah asas yang diketahui berinteraksi.
Fizik telah membuat pengukuran yang paling tepat lagi, betapa kuatnya kekuatan lemah - salah satu daripada empat kuasa asas alamiah - bertindak pada proton.
Hasilnya, yang diterbitkan hari ini (9 Mei) dalam jurnal Nature, adalah apa yang diperkirakan oleh Model Standard, mengatasi satu lagi tamparan kepada usaha ahli fizik untuk mencari kinks dalam teori dan menemui fizik baru yang dapat menjelaskan apa bahan gelap dan tenaga gelap .
Walaupun kejayaannya, Model Standard tidak lengkap. Ia tidak menerangkan perkara gelap dan tenaga gelap, yang bersama-sama boleh membentuk lebih daripada 95 peratus alam semesta dan belum pernah diperhatikan secara langsung. Teori juga tidak menggabungkan graviti atau menjelaskan mengapa alam semesta mengandungi lebih banyak perkara daripada antimatter.
Menguji Model Standard
Satu cara ke arah teori yang lebih lengkap adalah untuk menguji apa Model Piawaian mengenai kekuatan yang lemah, yang bertanggungjawab untuk kerosakan radioaktif, membolehkan reaksi nuklear yang menjaga matahari bersinar dan memacu tumbuhan tenaga nuklear. Kekuatan interaksi kekuatan lemah bergantung pada caj lemah yang disebut partikel, sama seperti daya elektromagnet bergantung pada cas elektrik dan graviti bergantung kepada jisim.
"Kami hanya berharap ini adalah satu jalan untuk mencari retakan dalam Model Standard," kata Greg Smith, seorang ahli fizik di Jefferson National Accelerator Facility di Virginia dan pengurus projek untuk percubaan Q-lemah.
Para penyelidik mengetuk rasuk elektron di sekelompok proton. Putaran elektron sama ada selari atau anti selari dengan rasuk. Apabila bertembung dengan proton, elektron akan bertaburan, kebanyakannya disebabkan oleh interaksi yang melibatkan daya elektromagnetik. Tetapi untuk setiap penyebaran 10,000 atau 100,000, Smith berkata, satu terjadi melalui kekuatan lemah.
Tidak seperti daya elektromagnet, daya lemah tidak mematuhi simetri cermin, atau pariti, kerana ahli fizik memanggilnya. Oleh itu, apabila berinteraksi melalui daya elektromagnet, satu elektron menyerakkan dengan cara yang sama tanpa mengira arah putarannya. Tetapi apabila berinteraksi melalui kekuatan yang lemah, kebarangkalian bahawa elektron akan bertaburan bergantung sedikit sebanyak sama ada putaran itu selari atau anti selari, berbanding dengan arah elektron bergerak.
Dalam eksperimen ini, rasuk bergilir antara menembak elektron dengan selari dan anti selari berputar kira-kira 1,000 kali sesaat. Para penyelidik mendapati bahawa perbezaan kebarangkalian hamburan adalah sekadar 226.5 bahagian satu bilion, dengan ketepatan 9.3 bahagian satu bilion. Itulah sama dengan mendapati bahawa dua Mount Everest yang sama sekali berbeza berbeza dengan ketebalan syiling dolar - dengan ketepatan ke lebar rambut manusia.
"Ini adalah asimetri terkecil dan paling tepat yang pernah diukur dalam penyebaran elektron terpolarisasi daripada proton," kata Peter Blunden, ahli fizik di University of Manitoba di Kanada yang tidak terlibat dalam kajian itu. Pengukuran, katanya, adalah pencapaian yang mengagumkan. Selain itu, ia menunjukkan bahawa dalam memburu fizik baru, eksperimen tenaga yang rendah ini boleh bersaing dengan pemecut zarah yang kuat seperti Large Hadron Collider berhampiran Geneva, kata Blunden.
Walaupun caj lemah proton ternyata hampir sama seperti yang dikatakan Model Standard, semua harapan tidak hilang kerana mencari fizik baru suatu hari nanti. Hasilnya hanya mengehadkan apa yang kelihatan seperti fizik baru. Sebagai contoh, Smith berkata, mereka menyingkirkan fenomena yang melibatkan interaksi elektron-proton yang berlaku pada tenaga di bawah 3.5 volt teraelectron.
Namun, ia akan menjadi lebih menarik jika mereka mendapati sesuatu yang baru, kata Smith.
"Saya kecewa," katanya kepada Sains Live. "Saya berharap ada beberapa penyimpangan, ada isyarat, tetapi orang lain merasa lega bahawa kami tidak jauh dari model Model yang diramalkan."
