Was 2016 hält für die geheimnisvolle Welt der Physik


Das neue Jahr kann auch ein Jahr der Entdeckungen für Physiker Sanitär die tiefsten Geheimnisse der Materie sein.

Seit 2013, wenn Wissenschaftler am Large Hadron Collider (LHC) bestätigt, dass sie das Higgs-Boson, das Teilchen entdeckt hatten, das verleiht andere Masse, Physik in einer Art Schwebezustand gewesen ist. Das Higgs war das letzte fehlende Puzzleteil in das Standard-Modell, der amtierende Modell das Verhalten von winzigen Teilchen zu erklären. Und dennoch wichtige Fragen des Universums blieb unbeantwortet.

2016 könnte jedoch das Jahr für einige neuen Entdeckungen. Von der Suche nach neuen Teilchen zu erklären, dunklen Materie, sind hier einige der Dinge, die Physiker am meisten für 2016 freuen. [Über Higgs: 5 andere Partikel, die im Universum lauern können]

1. neue Teilchen?

Die größte Neuigkeit in die Welt der Teilchenphysik ist die flüchtige Andeutung eines potenziellen neuen Teilchens gefunden in zwei separaten Experimente am LHC, der weltweit größten Atom-Smasher.

"Es gibt Anzeichen für eine neue Art von Teilchen über 800-Mal die Masse des Protons (extrem provisorisch) — Wir wollen sehen, ob das Signal stärker wird oder verklingt," sagte Sean Carroll, ein Physiker an der California Institute of Technology.

Der Beweis ist bisher sehr vorläufigen — gibt es etwa eine 1 zu 4 Chance, die das Signal durch Zufall und keine echte Teilchen ist. Obwohl das auch ziemlich gut für den Laien klingen mag, suchen Physiker in der Regel ein "5-Sigma" Ergebnis, d. h. die Wahrscheinlichkeit, das Signal, dass ein Zufall 1 in 3,5 Millionen sind.

In der Tat gibt es eine mysteriöse Teilchen dieser Masse im Universum lauern, hatte Physiker keine Ahnung, es war dort und hatte keine Theorien, die derartiges Teilchen vorhergesagt. Seitdem haben jedoch Menschen eilten, um die Lücke zu füllen.

"Es wurden mehr als 70 Theorie Papers"erklären"" blip, sagte Sheldon Stone, ein Physiker an der Syracuse University.

So oder so, im nächsten Jahr erhalten von den beiden Experimenten jeweils 10 Mal die Daten, die sie bisher so Wissenschaftler wissen, ob es ein statistischer Ausrutscher oder ein echtes Teilchen ist, sagte Stein.

(2) Gravitationswellen

Gravitationswellen oder die Wellen, die sich aus der Krümmung der Raumzeit von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt haben lange vorgeschlagen worden, theoretisch Gravitationsstrahlung durchzuführen. Wissenschaftler sagen voraus, dass die galaktischen Smashup Neutron stars, Supernovae und dem Urknall hinterlassen Spuren diese Gravitationswellen im Universum.

Jedoch haben diese Raum-Zeit-Wellen nur indirekt erblickt wurde, und Experimente Erkennungsmethoden, wie z. B. Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), habe noch jede Spur von ihnen zu sehen. Jedoch Wissenschaftler Herunterfahren der LIGO seit Jahren und habe in dieser Zeit mit viel empfindlichere Detektoren. Es stellte sich schließlich wieder auf im September dieses Jahres.

"Advanced LIGO-Detektor ist jetzt unternehmungslustig und möglicherweise in der Lage, etwas bald zu sehen", sagte Carroll Leben Wissenschaft in einer e-Mail.

3. dunkle Materie

Bis zu 80 Prozent des Universums besteht eine geheimnisvolle Form der Materie, die nicht emittieren oder absorbieren das Licht, so dass es für Teleskope unsichtbar. Diese so genannte dunkle Materie scheint üben eine Anziehungskraft auf die leuchtende Objekte im Universum, aber niemand weiß, was dunkle Materie besteht oder wie es funktioniert. Noch gibt es Hoffnung, dass dies im Jahr 2016, gelöst werden kann, sagte Saurya Das, ein Physiker an der University of Lethbridge in Kanada.

Eine Reihe von unterirdischen Detektoren aus der SNOLab in Sudbury, Ontario auf dem Gran Sasso National Laboratory in Italien arbeiten direkt vor Ort dunkler Materie. Viele Physiker gehen davon aus, dass dunkler Materie der schwach wechselwirkende massive Teilchen oder WEICHEIER erfolgen würden. Diese unterirdische Detektoren verwenden die Erde zum Großteil der kosmischen Strahlung zu absorbieren, die die schwachen Spuren des Beweises für die dunkle Materie verschleiern könnte. Physiker würden die Zeichen der dunklen Materie Weicheier als Klumpen davon prallte Atomkerne in diese unterirdische Detektoren sehen.

Es ist "schwieriger zu lokalisieren, wenn es passieren könnte, aber es könnte eher früher als später", sagte Carroll.

4. weitere unbeantworteten Fragen

Andere Experimente am LHC bestätigen sollte auch exotische Teilchen, die von bestehenden subatomaren Teilchen, wie Pentaquarks und Tetraquarks, die aus Quarks, Stein sagte bestehen.

Und Supersymmetrie, die Theorie, dass jedes Materieteilchen Antimaterie Partner, hat in anderen Experimenten am LHC gesehen werden könnte, Das sagte.

Darüber hinaus, einige längere Aufnahme Fragen, die möglicherweise geklärt werden könnten oder vielleicht sogar im kommenden Jahr gelöst werden, sagte es Das.

Während Wissenschaftler, dass die allgemeine Relativitätstheorie mit relativ kleinem Maßstab, hält sie noch nicht wissen bestätigt haben, wenn sie über große Entfernungen hinweg hält, bekannt als kosmologischen Skalen, Das sagte. Zum Beispiel, da Physiker entdeckt, dass das Universum war aufblasen (Bedeutung, die seine Ausdehnung nach außen beschleunigt wurde), viele haben die Existenz der dunklen Energie postuliert, eine geheimnisvolle Kraft entgegenwirkt, die Schwerkraft, Dinge nach außen werfen. Aber eine andere Möglichkeit ist, dass einfach die allgemeine Relativitätstheorie auf kosmologischen Skalen bricht zusammen, sagte er.

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