MATARAM INSIDE

Indonesia – Dapatkan berita terbaru tentang Indonesia. Baca Breaking News on Indonesia diperbarui dan diterbitkan di Maratam Inside

Bagaimana kami membawa tahun 2021 lebih dekat dengan teori segalanya

Model Standar fisika partikel menjelaskan fisika dasar tentang cara kerja alam semesta. Tapi ada celah di dalamnya. Pada tahun 2021, para ilmuwan menyoroti beberapa cara Model Standar tidak dapat menjelaskan setiap misteri alam semesta. Ini, dikombinasikan dengan teknologi baru yang dikembangkan selama setahun terakhir, membantu fisikawan memajukan pencarian mereka untuk teori segalanya.

Pada tahun 2021, fisikawan di seluruh dunia melakukan beberapa eksperimen menarik untuk meneliti Model Standar. Tim mengukur parameter kunci model lebih akurat daripada sebelumnya. Yang lain telah menemukan batas di mana pengukuran eksperimental terbaik tidak cukup sesuai dengan prediksi Model Standar. Akhirnya, kelompok telah membangun teknik yang lebih kuat yang dirancang untuk mendorong model hingga batasnya dan mungkin menemukan partikel dan medan baru.

Pada tahun 1897, J.J. Thomson menemukan partikel fundamental pertama, elektron, menggunakan tabung kaca vakum dan kabel. Lebih dari 100 tahun kemudian, fisikawan masih menemukan potongan-potongan baru Model Standar.

Apa (tidak bisa) melakukan Model Standar

Model Standar adalah kerangka kerja prediktif yang melakukan dua hal. Pertama, ini menjelaskan apa itu partikel dasar materi. Ini adalah hal-hal seperti elektron dan quark yang membentuk proton dan neutron. Kedua, memprediksi bagaimana partikel materi akan berinteraksi satu sama lain menggunakan “partikel pembawa pesan”. Disebut boson – termasuk foton dan boson Higgs yang terkenal – mereka mengirimkan kekuatan fundamental alam. Higgs boson ditemukan hanya pada tahun 2012 setelah beberapa dekade bekerja di CERN, akselerator partikel masif.

Model Standar sangat bagus dalam memprediksi banyak aspek tentang cara kerja dunia, tetapi memiliki beberapa celah. Khususnya, itu tidak mengandung deskripsi gravitasi. Meskipun teori relativitas umum Einstein menjelaskan cara kerja gravitasi, fisikawan belum menemukan partikel yang mentransmisikan gravitasi.

READ  613 pasien COVID di unit perawatan intensif (NL + D), 2094 di klinik (NL), 9 penerbangan

Hal lain yang tidak dapat dilakukan Model Standar adalah menjelaskan mengapa sebuah partikel memiliki massa tertentu – fisikawan harus mengukur massa partikel secara langsung menggunakan eksperimen. Hanya setelah eksperimen memberi fisikawan massa yang tepat ini, mereka dapat digunakan untuk prediksi. Semakin baik pengukuran, semakin baik prediksi yang dapat dibuat.

Neutrino en muonen

Baru-baru ini, fisikawan tim di CERN Ukur seberapa kuat rasa Higgs boson untuk dirinya sendiri. Tim CERN lainnya juga memiliki massa Higgs boson Diukur lebih akurat dari sebelumnya. Akhirnya, ada juga kemajuan dalam mengukur massa neutrino. Fisikawan tahu bahwa neutrino memiliki massa lebih besar dari nol, tetapi lebih kecil dari jumlah yang dapat dideteksi saat ini. Sebuah tim di Jerman terus meningkatkan teknik yang memungkinkan mereka mengukur massa neutrino secara langsung.

Pada bulan April 2021 Anggota eksperimen Muon g-2 di Fermilab mengumumkan pengukuran pertama momen magnetik muon. Muon adalah salah satu partikel fundamental dalam Model Standar, dan pengukuran salah satu sifatnya ini adalah yang paling akurat hingga saat ini. Alasan pentingnya percobaan ini adalah bahwa pengukuran tidak persis sama dengan prediksi Model Standar momen magnetik. Muon pada dasarnya tidak berperilaku sebagaimana mestinya. Hasil ini dapat menunjukkan interaksi partikel yang tidak terdeteksi dengan muon.

Tetapi pada saat yang sama, pada April 2021, fisikawan Zoltan Fodor dan rekan-rekannya mendemonstrasikan bagaimana mereka menggunakan metode matematika yang disebut Lattice QCD untuk menghitung momen magnet muon secara akurat. Prediksi teoretis mereka berbeda dari prediksi lama, masih bekerja dalam Model Standar dan, yang paling penting, konsisten dengan pengukuran eksperimental muon. Pengukuran baru sekarang harus disesuaikan dengan prediksi baru sebelum fisikawan mengetahui apakah hasil eksperimen benar-benar di luar Model Standar.

READ  Bahkan depresi terburuk pun hilang dengan denyut listrik

peningkatan teknologi

Tahun 2021 juga merupakan tahun yang penting bagi perkembangan alat-alat eksperimen untuk fisika. Pertama, akselerator partikel terbesar di dunia, Large Hadron Collider di CERN, telah dimatikan, dan telah mengalami beberapa perbaikan substansial. Fisikawan memulai kembali fasilitas pada Oktober, dan berencana untuk mulai mengumpulkan data berikutnya pada Mei 2022. Peningkatan telah meningkatkan daya akselerator sehingga dapat menyebabkan tabrakan pada 14 TeV, naik dari batas sebelumnya 13 TeV. Ini berarti bahwa dorongan proton-proton kecil yang bergerak dalam kelompok di sekitar akselerator melingkar bersama-sama membawa jumlah energi yang sama dengan kereta penumpang 360.000 kilogram yang melaju dengan kecepatan 100 mil per jam. Dengan energi yang sangat besar ini, fisikawan dapat menemukan partikel baru yang terlalu berat untuk dilihat sampai sekarang.

Beberapa kemajuan teknologi lainnya telah dibuat untuk membantu pencarian materi gelap. Banyak astrofisikawan percaya bahwa partikel materi gelap, yang saat ini tidak sesuai dengan Model Standar, dapat menjawab beberapa pertanyaan terbuka tentang bagaimana gravitasi membelok di sekitar bintang – yang disebut lensa gravitasi – dan kecepatan rotasi bintang di galaksi spiral. Proyek seperti Cryogenic Dark Matter Search belum menemukan partikel materi gelap, tetapi tim sedang mengembangkan detektor yang lebih besar dan lebih sensitif yang akan digunakan dalam waktu dekat.

Juga luar biasa adalah pengembangan detektor baru yang masif seperti Hyper Kamiokandi di sebuah tidak tahu. Dengan bantuan detektor ini, para ilmuwan dapat menjawab pertanyaan tentang asimetri mendasar tentang bagaimana neutrino berosilasi. Mereka juga akan digunakan untuk melihat peluruhan proton, sebuah fenomena yang diusulkan yang menurut beberapa teori harus terjadi.

(kg)