Conas a fháil amach as deireadh marbh san fhisic?
Cosnóidh imbhuailteoir na gcáithníní den chéad ghlúin eile na billiúin dollar. Tá pleananna ann feistí den sórt sin a thógáil san Eoraip agus sa tSín, ach tá amhras ar eolaithe an bhfuil ciall leis sin. B'fhéidir gurbh fhearr dúinn bealach nua trialach agus taighde a lorg as a dtiocfaidh ceannródaíocht san fhisic?
Deimhníodh an tSamhail Chaighdeánach go minic, lena n-áirítear ag an Large Hadron Collider (LHC), ach ní chomhlíonann sé ionchais uile na fisice. Ní féidir leis rúndiamhra a mhíniú mar ábhar dorcha agus fuinneamh dorcha a bheith ann nó cén fáth a bhfuil domhantarraingt chomh difriúil sin ó fhórsaí bunúsacha eile.
San eolaíocht, a dhéileálann go traidisiúnta le fadhbanna den sórt sin, tá bealach ann chun na hipitéisí seo a dhearbhú nó a bhréagnú. sonraí breise a bhailiú - sa chás seo ó teileascóip agus micreascóip níos fearr agus, b'fhéidir, ó go hiomlán nua, fiú níos mó super tuairteora rud a chruthóidh seans go bhfaighfear amach cáithníní supersymmetric.
In 2012, d'fhógair Institiúid Fisice Ardfhuinnimh Acadamh Eolaíochtaí na Síne plean chun supercounter ollmhór a thógáil. Pleanáilte Imbhuailteoir Leictreon Positron (CEPC) bheadh imlíne timpeall 100 km aige, beagnach ceithre huaire níos mó ná an LHC (1). Mar fhreagra, in 2013, d’fhógair oibreoir an LHC, i.e. CERN, a phlean chun feiste imbhuailte nua a chruthú ar a dtugtar Imbhuailteoir Ciorclach sa Todhchaí (FCC).
1. Comparáid idir méideanna na luasairí pleanáilte CEPC, FCC agus LHC.
Mar sin féin, eolaithe agus innealtóirí Wonder cibé an mbeidh na tionscadail seo fiú an infheistíocht ollmhór. Cháin Chen-Ning Yang, buaiteoir Duais Nobel i bhfisic na gcáithníní, an cuardach ar rianta forshiméadrachta ag baint úsáide as forshiméadracht nua i blogphost trí bliana ó shin, ag tabhairt "cluiche buille faoi thuairim" air. Buille faoi thuairim an-daor. Chuir go leor eolaithe sa tSín macalla air, agus san Eoraip, labhair luminaries eolaíocha den spiorad céanna faoi thionscadal FCC.
Dúirt Sabine Hossenfelder, fisiceoir ag an Institiúid um Ard-Staidéar i Frankfurt, le Gizmodo. –
Tugann léirmheastóirí na dtionscadal chun imbhuailteoirí níos cumhachtaí a thógáil faoi deara go bhfuil an scéal difriúil ó nuair a tógadh é. Ag an am sin bhí a fhios go raibh muid ag lorg fiú An boson Higgs. Anois tá na spriocanna níos lú sainmhínithe. Agus tá an ciúnas i dtorthaí na dturgnamh a rinne an Large Hadron Collider, uasghrádaithe d'fhionnachtain Higgs - nuair nach bhfuil fionnachtain aon-cinn le feiceáil ó 2012 - rud éigin uafásach.
Ina theannta sin, tá fíric go maith ar a dtugtar, ach b'fhéidir nach bhfuil gach duine Tagann gach rud atá ar eolas againn faoi thorthaí na dturgnamh LHC as anailís a dhéanamh ach ar thart ar 0,003% de na sonraí a fuarthas ansin. Níorbh fhéidir linn a láimhseáil níos mó. Ní féidir a chur as an áireamh go bhfuil na freagraí ar cheisteanna móra na fisice atá buailte linn san áireamh cheana féin sa 99,997% nach bhfuil breithnithe againn. Mar sin b'fhéidir nach bhfuil an méid atá uait chun meaisín mór, costasach eile a thógáil, ach bealach a fháil chun anailís a dhéanamh ar a lán faisnéise breise?
Is fiú smaoineamh, go háirithe ós rud é go bhfuil súil ag fisiceoirí níos mó a bhaint as an meaisín. Leis an aga neamhfhónaimh dhá bhliain (mar a thugtar air) a thosaigh le déanaí coimeádfaidh an imbhuailteoir díomhaoin go dtí 2021, rud a cheadóidh cothabháil (2). Tosóidh sé ag feidhmiú ansin ag fuinneamh comhchosúil nó beagán níos airde sula ndéanfar uasghrádú mór air in 2023, agus é a bheith críochnaithe in 2026.
Cosnóidh an nuachóiriú seo billiún dollar (saor i gcomparáid le costas pleanáilte FKK), agus is é an sprioc atá aige ná an rud ar a dtugtar a chruthú. Ard Luminosity-LHC. Faoi 2030, d’fhéadfadh sé seo líon na n-imbhuailtí a dhéanann gluaisteán a mhéadú deich n-uaire.
2. Obair dheisiúcháin ar an LHC
neodríonó a bhí ann
Ceann de na cáithníní nár braitheadh ag an LHC, cé go rabhthas ag súil leis, ná Síneadh WIMP (- cáithníní ollmhóra ag idirghníomhú go lag). Is cáithníní troma hipitéiseacha iad seo (ó 10 GeV/s² go roinnt TeV/s², le mais prótóin beagán níos lú ná 1 GeV/s²), ag idirghníomhú le hábhar infheicthe le fórsa atá inchomparáide leis an idirghníomhú lag. Mhínigh siad an mhais rúndiamhra mistéireach ar a dtugtar ábhar dorcha, atá cúig huaire níos coitianta sa chruinne ná an gnáth-ábhar.
Níor bhraith an LHC WIMPanna sa 0,003% seo de shonraí turgnamhacha. Mar sin féin, tá modhanna níos saoire chuige seo – m.sh. Turgnamh XENON-nT (3), humar ollmhór de xeanón leachtach go domhain faoi thalamh san Iodáil agus atá á chothú i líonra taighde. I ndabhach ollmhór eile de xeanón, LZ i Dakota Theas, cuirfear tús leis an gcuardach in 2020.
Tugtar turgnamh eile, arb éard atá ann brathadóirí leathsheoltóra ultra-fuar ultra-íogair SuperKDMS SNOLAB, Cuirfear tús le sonraí a íoslódáil in Ontario go luath in 2020. Mar sin tá an seans go “gabhálfar” na cáithníní mistéireacha seo sna 20idí ag méadú.
Ní hé wimps an t-aon ábhar dorcha a bhfuil eolaithe ag lorg iarrthóirí. Ina áit sin, is féidir le turgnaimh cáithníní malartacha ar a dtugtar aiseanna a tháirgeadh, nach féidir a fheiceáil go díreach cosúil le neodríonón.
Is beag seans go mbeidh fionnachtana a bhaineann le neoidríonó chun tosaigh sna deich mbliana atá romhainn. Tá siad i measc na gcáithníní is coitianta sa Cruinne. Ag an am céanna, tá sé ar cheann de na cinn is deacra staidéar a dhéanamh, toisc go n-idirghníomhaíonn neutrinos go han-lag le gnáth-ábhar.
Tá a fhios ag eolaithe le fada go bhfuil an cáithnín seo comhdhéanta de thrí blas ar leith mar a thugtar orthu agus trí stát mais ar leith - ach ní fhreagraíonn siad seo go hiomlán le blasanna, agus is meascán de thrí stát mais é gach blas mar gheall ar mheicnic chandamach. Tá súil ag na taighdeoirí luachanna cruinne na maiseanna seo a fhoghlaim agus an t-ord ina bhfeictear iad nuair a chuirtear le chéile iad chun gach blas a chruthú. Turgnaimh ar nós CATHAIRÍN sa Ghearmáin ní mór dóibh na sonraí is gá a bhailiú chun na luachanna sin a chinneadh sna blianta amach romhainn.
3. Múnla braite XENON-nT
Tá airíonna aisteach ag neodríonón. Nuair a bhíonn siad ag taisteal, mar shampla, sa spás, is cosúil go bhfuil siad oscillate idir cách. Saineolaithe ó Réadlann Neoidríonó faoi Thalamh Jiangmen sa tSín, a bhfuiltear ag súil go dtosóidh sé ag bailiú sonraí ar neodríonónna a astaíonn stáisiúin chumhachta núicléacha in aice láimhe an bhliain seo chugainn.
Tá tionscadal den chineál céanna ann Sár Kamiokande, tá breathnuithe déanta sa tSeapáin le fada an lá. Tá tús curtha ag na Stáit Aontaithe lena láithreáin tástála neoidríonó féin a thógáil. LBNF in Illinois agus an turgnamh le neutrinos ag doimhneacht DUINE i Dakota Theas.
Táthar ag súil go gcuirfear tús leis an tionscadal LBNF/DUNE atá maoinithe ag il-tíre $1,5 billiún in 2024 agus go mbeidh sé i bhfeidhm go hiomlán faoi 2027. I measc na dturgnaimh eile atá deartha chun rúin na neoidríonó a dhíghlasáil ASCAILL, ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge in Tennessee, agus Clár neodríonó bonnlíne gearr, i Fermilab, Illinois.
Ina dhiaidh sin, sa tionscadal Finscéal-200, Tá sé sceidealta le hoscailt in 2021, agus déanfaidh sé staidéar ar fheiniméan ar a dtugtar lobhadh béite dúbailte neodríonóideach. Glactar leis go meathann dhá neodrón ó núicléas adaimh go prótóin ag an am céanna, agus scaoileann gach ceann acu leictreon agus , a thagann i dteagmháil le neoidríonó eile agus díothaíonn.
Dá mbeadh a leithéid d’imoibriú ann, thabharfadh sé fianaise gurb iad na neoidríonónna a n-fhrithábhair féin, ag tacú go hindíreach le teoiric eile faoin luathchruinne – ag míniú cén fáth go bhfuil níos mó ábhar ná frithábhar ann.
Fisiceoirí ag iarraidh freisin chun staidéar a dhéanamh ar deireadh ar an fuinneamh dorcha mistéireach go penetrates spás agus mar thoradh ar an leathnú na Cruinne. Speictreascópacht dorcha fuinnimh Chuaigh an uirlis (DESI) díreach beo anuraidh agus táthar ag súil go rachaidh sé beo in 2020. Teileascóp Suirbhé Sionoptach Mór sa tSile, arna phíolótú ag an bhFondúireacht Eolaíochta Náisiúnta/an Roinn Fuinnimh - ba cheart go dtosódh clár taighde iomlán a úsáideann an trealamh seo in 2022.
Ar an taobh eile (4), a bhí i ndán a bheith mar imeacht na ndeich mbliana atá ag dul as oifig, ina laoch san fhichiú. Chomh maith leis na cuardaigh atá beartaithe, cuirfidh sé le staidéar a dhéanamh ar fhuinneamh dorcha trí réaltraí agus a gcuid feiniméin a bhreathnú.
4. Amharcléiriú ar Theileascóp James Webb
Cad atá muid ag dul a iarraidh
Is é an tuiscint choitianta nach n-éireoidh leis an gcéad deich mbliana eile san fhisic má táimid ag cur na ceisteanna céanna gan freagra deich mbliana ó shin. Beidh sé i bhfad níos fearr nuair a gheobhaimid na freagraí atá uainn, ach freisin nuair a thagann ceisteanna go hiomlán nua chun cinn, mar ní féidir linn brath ar chás ina ndeir an fhisic, “Níl aon cheist agam,” ariamh.
