Фізики за допомогою найважчої частинки Всесвіту намагалися зруйнувати теорію Ейнштейна: що виявили

120 років тому Альберт Ейнштейн представив спеціальну теорію відносності і її багато разів намагалися зруйнувати. Ця теорія визначає, як частинки рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, і як пов'язані час, простір та енергія. За допомогою найпотужнішого у світі прискорювача частинок, тобто Великого адронного колайдера, фізики перевірили, чи підкоряються справжні кварки спеціальній теорії відносності. Справжні кварки є найважчими фундаментальними частинками у Всесвіті, маса яких приблизно в 340 000 разів більша за масу електрона. Вчені вважають, що ця частинка може розкрити принципи, що виходять за рамки Стандартної моделі фізики елементарних частинок, яка заснована на спеціальній теорії відносності, а отже вказати на існування нової фізики. Результати дослідження опубліковані в журналі Physics Letters B, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Фізики розробили експеримент, щоб перевірити, чи можуть пари справжніх кварків порушити симетрію Лоренца, відмінну рису спеціальної теорії відносності Ейнштейна.

Симетрія Лоренца — це концепція, яка передбачає, що закони фізики інваріантні, тобто незмінні, щодо перетворень Лоренца. Ці перетворення являють собою набір математичних рівнянь, які описують, як змінюються координати простору і часу під час переходу з однієї системи відліку спостерігача в іншу.

Будь-яке порушення симетрії Лоренца вважається відхиленням від Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Вчені шукали такі порушення під час експерименту, під час якого вони перевіряли, чи змінюється швидкість утворення пар істинних кварків під час зіткнення протонів залежно від часу доби.

У міру обертання Землі навколо своєї осі напрямок пучків протонів у Великому адронному колайдері та напрямок, у якому створюються справжні кварки під час зіткнень протонів, змінюється. Це відбувається тому, що пучки протонів спрямовані у фіксованому напрямку в просторі, але в міру обертання нашої планети напрямок цих пучків і частинок, що створюються, відносно спостерігача змінюється.

Якщо існує особливий напрямок у просторі-часі, який не передбачений спеціальною теорією відносності Ейнштейна, то швидкість утворення пар істинних кварків має змінюватися протягом доби в міру зміни положення Землі щодо експерименту. Якби таку зміну було виявлено, то значить є порушення симетрії Лоренца, а отже, існує нова фізика за межами спеціальної теорії відносності Ейнштейна.

Коли фізики вивчили дані експерименту, то вони не виявили жодних змін. Швидкість утворення пар істинних кварків залишалася постійною, незалежно від часу доби. Це означає, що симетрія Лоренца виявилася не порушеною, як і не вийшло зруйнувати теорію Ейнштейна. Це вкотре доводить, що Ейнштейн все ж мав рацію.

Як уже писав Фокус, фізики вперше виявили у відомому металі новий тип надпровідності. Вчені виявили загадкову форму надпровідності, яка може допомогти дослідникам краще зрозуміти, як створювати нову електроніку і матеріали.

Також Фокус писав про те, що вчені виявили на відстані 12,5 млрд світлових років від Землі дуже дивний спалах рентгенівського світла, який не піддається поясненню.