Badacze z LHC wykorzystali najcięższe cząstki elementarne do sprawdzenia teorii Einsteina
W Wielkim Zderzaczu Hadronów przeprowadzono pierwsze badania, których celem było sprawdzenie, czy najcięższe cząstki elementarne – kwarki t (wysokie, prawdziwe) – zachowują się zgodnie ze szczególną teorią względności Einsteina. Eksperyment, wykonany przy użyciu CMS, miał sprawdzić prawdziwość kluczowego elementu teorii względności, czyli symetrii Lorenza. Zgodnie z nią prędkość światła jest identyczna we wszystkich kierunkach.
Istnieją pewne teorie, jak np. niektóre modele teorii strun, zgodnie z którymi przy wysokich energiach szczególna teoria względności nie działa i wyniki eksperymentu będą zależały od jego orientacji w czasoprzestrzeni. Ślady takiego złamania symetrii Lorenza powinny być tez widoczne przy niższych energiach, jakie są wykorzystywane w Wielkim Zderzaczu Hadronów.
Dlatego też naukowcy pracujący przy CMS postanowili poszukać złamania symterii Lorenza wykorzystując w tym celu pary kwarków t. W prowadzonych przez nich eksperymentach zależność ich wyniku od orientacji w czasoprzestrzeni oznaczałaby, że tempo wytwarzania par kwarków t w zderzeniach protonów zmieniałoby się wraz z porą dnia.
Skoro bowiem Ziemia obraca się wokół własnej osi, zmienia się położenie Wielkiego Zderzacza Hadronów, a zatem i kierunek strumieni protonów oraz orientacja miejsca, w którym dochodzi do zderzeń protonów i pojawiania się kwarków. Jeśli zatem symetria Lorenza zostaje złamana, to wraz ze zmianą pory dnia powinna zmieniać się liczba kwarków t pojawiających się w wyniku zderzeń.
Analiza danych z CMS z drugiej kampanii badawczej LHC (lata 2015–2018), wykazała, że tempo produkcji kwarków t w urządzeniu jest stałe. Symetria Lorenza nie jest więc naruszana, a szczególna teoria względności się broni. Uzyskane wyniki posłużą jako wstęp do poszukiwań naruszenia symetrii Lorenza w danych z trzeciej kampanii naukowej (2022–2026). Będzie można je wykorzystać też do bardziej szczegółowego przyjrzenia się innym procesom zachodzącym w akceleratorze, w których biorą udział bozon Higgsa czy bozony W i Z.
Komentarze (2)
thikim, 24 stycznia 2025, 19:13
Ach te ambicje teoretyków strun.
Akurat STW jest teorią która dobrze opisuje rzeczywistość.
Nawet jej konfrontacja z mechaniką kwantową była sukcesem.
Problem jest z OTW bo pomiary mamy tylko dla pewnego wycinka rzeczywistości - powiedzmy średnie masy ale to średnie to od mikrogramów do wielu mas Słońca.
Dla dużych mas i odległości- nam się po prostu nie zgadzają wyniki - stąd ciemna materia.
Dla małych mas - nie mamy żadnych wyników.
A jak gdzieś nie ma wyników pomiarów to najpewniej model jest do d*py ponieważ powstał na bazie zgadywań.
l_smolinski, 27 stycznia 2025, 09:51
Czas życia kwarków po zderzeniu w LHC podaje się w 10^-15 s. Odległość jaką pokonują kwarki liczone są w mikrometrach lub nawet nanometrach.
Niby jakim cudem zmiana wektora prędkości ziemi miał by mieć wpływ na te pomiary?
Nawet załóżmy, że zmiana ta wynosi 10% prędkości światła.
Droga jaką jest wstanie przebyć światło w czasie życia kwarku po zderzeniu to:
(3 x 10^8 m/s) * (10^-15 s) = 3 x 10^-7 metrów, czyli 0,3 mikrometra.
Średnica ludzkiego włosa wynosi około 50-100 mikrometrów.
No i co najważniejsze nie jesteśmy wstanie badać całej tej drogi przecież jest to estymowane.
No, ale do brzegu.
Ile trwa proces absorbcji i emisji energii podczas zderzenia w LHC?
Potrzebne jest to do zestawienia jaki wpływ miała by mieć hipotetyczna zmiana wektora. No ja tego nie wiem i oni też nie.
Zgodnie z zasadą nieoznaczoności Heisenberga, im dokładniej znamy położenie cząstki, tym mniej dokładnie możemy określić jej pęd (a więc i energię) i odwrotnie. To oznacza, że istnieje fundamentalne ograniczenie precyzji, z jaką możemy określić czas trwania tych procesów.
Rozumiem, że zmiana czasu trwania tego procesu (absorbcji i emisji) i tylko jego ma wpływ na uzyskanie innych wyników.
Może ktoś mnie poprawi, ale obecnie nie mamy jak stwierdzić ile trwa proces absorbcji i emisji i jaki jest tego stosunek do optymistycznej 10% c zmiany prędkości wektora.
Dodatkowo to wszystko jest modelowane jeżeli chodzi o wyznaczenie energii tych kwarków, to nie jest bezpośredni pomiar.
Jak dla mnie bajkopisarstwo, można sobie podkręcać wszystko pod swoje potrzeby.
Ile wynosi zmiana prędkości wektora? Przecież tego nie da się ustalić, bo nie ma punktu odniesienia. Opowiadają coś o ruchu ziemi, a co to niby układ słoneczny się nie porusza ramiona galaktyki też nie, galaktyka to też stoi itd?
Nie wiadomo o ile wartość tego wektora się zmienia, zakładając, że tylko o czynnik obrotu ziemi to to nie jest 10% c tylko tak mało, że można powiedzieć, że się nie zmienia.
Głupoty dla frajerów.
Tak na chłopski rozum 0,03 mikrometra zmiany przy optymistycznym 10% c jest obecnie niewykrywalne. Te same proporcje dotyczą zarówno odległości jak i wykrywanych/estymowanych energii.
Jak wiadomo u podstaw fizyki jest tylko odległość i częstotliwość.
Z takim podejściem to teoria pana E. Jeszcze długo będzie się miała dobrze