در پی اعلامیه سرن در دسامبر، فیزیکدان‌ها 150 مقاله در سایت arXive گذاشته‌اند.

فیزیکدان‌های نظری با رشد قابل توجهی به مقاله دادن در مورد تحلیل نشا‌نه‌های وسوسه برانگیزی از یک ذره جدید در داده‌های برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) روی آورده‌اند.

نتایج آزمایشگاهی 15 دسامبر در سرن- آزمایشگاه اروپایی فیزیک ذرات که میزبان LHC نزدیک ژنو است- اعلام شد. از آن زمان تا به حال، با وجود اهمیت آماری کم این یافته‌ها، 150 مقاله تحقیقاتی در مورد ذره فرضی به سِرور arXive فرستاده شده است.

نشانه‌‌ی یک بوزون جدید و سیل مقالات: فقط ظرف 21 روز، فیزیکدان‌ها 150 مقاله در مورد نتایج جالب برخورددهنده بزرگ هادرونی به arXive فرستاده‌اند.

 چنین استقبالی پیش بینی می‌شد. تیزیانو کامپورزی Tiziano Camporesi ، از سخنگویان آزمایش CMS در LHC، درست بعد از اعلام خبر در رسانه‌ها به Nature گفت که انتظار صدها مقاله را در دو هفته آینده دارد. او گفت بسیار مشتاقم ببینم که دوستان نظریه پرداز ما چه ایده‌هایی می‌دهند؟   

پاول گینزپارگ Paul Ginsparg فیزیکدان دانشگاه کرنل در ایتاکا نیویورک و بنیانگذار arXive می‌گوید هجوم مقالات اخیر دو واقعه‌ی گذشته که موجب هیجان‌زدگی نظریه‌پردازها شده بود را تحت الشعاع قرار داده‌ است. یکی از آن‌ها موج مقالات پس از اعلام جنجال برانگیز نوترینوهایی با سرعت بیش‌تر از نور بود که توسط ایتالیایی‌ها در آزمایش OPERA سال 2011 مطرح شد و دیگری هم پس از کشف امواج گرانشی با استفاده از تلسکوپ قطبی BICEP2 در 2014 بود. هیچکدام از این ادعاها پس از بررسی دقیق تائید نشد.

نکته قابل‌توجه‌ در این مورد نسبت به دو حالت قبلی، این است که ادعای ذره جدید از طرف LHC هنوز به صورت مکتوب ارائه نشده است. گینزپارگ می‌گوید همه چیز صرفاً بر اساس گزارش زنده از رخداد سرن است. او می‌افزاید- طبق زمانبندی اپراتورهای arXive- مقالاتی که بعد از ساعت 16 به وقت آمریکای شرقی به این سایت برسند، تا روز بعد به نمایش درنخواهند آمد و زمان ارسال مقالات نشان می‌دهد که فیزیکدان‌ها برای ایمیل کردن مقالاتشان تا قبل از اتمام این مهلت هجوم آورده‌اند.

تردید در SUSY

نظریه‌پرداز سرن، جیان فرانسیسکو گودیچی Gian Francesco Giudice و همکارانش درست همان روز اعلام خبر، مقاله‌ای 32 صفحه‌ای ارسال کرده و به تحلیل یافته‌ها پرداختند. این مقاله تا به حال بیش از 100 ارجاع داشته است. گودیچی می‌گوید که ذره‌ی فرضی را نمی‌توان به سادگی با ابرتقارن (SUSY) تطبیق داد. ابرتقارن روش مرجح فیزیکدان‌ها برای گسترش مدل موفق استاندارد برای فیزیک ذرات است و بر طبق آن هر ذره‌ی مدل استاندارد یک شریک سنگین‌تر دارد. به قول گودیچی این ذره بوی ابرتقارن نمی‌دهد.

اما بسیاری از مقالات در arXive تلاش کرده‌اند که در هر صورت ذره‌ای ابرمتقارن بسازند، شاید به این امید که ‌SUSY هنوز بتواند در بخش ناامید کننده‌ی «کشف نشده‌ها» از LHC و جاهای دیگر سر بر آورد.

اگرچه ممکن است این ذره فقط یک نشانه‌ی اتفاقی باشد که با داده‌های بعدی ‌LHC ناپدید شود، اما بیشتر وقت نظریه‌پردازها هنوز هم به تحلیل آن می‌گذرد. این را لیزا راندال Lisa Randall از دانشگاه هاروارد در کمبریج، ماساچوست می‌گوید. به گفته‌ی او «اشکالی ندارد که مردم در مورد اینکه نتیجه‌ی چنین نشانه‌ای چیست فکر کنند. حتی اگر این نشانه حذف شود، اغلب باز هم چیزهای زیادی در مورد احتمالات ممکن یاد می‌گیریم».   

Hint of new boson at LHC sparks flood of papers

منبع:  psi.ir

دانشمندان دانشگاه پرینستون به رهبری «علی‌ یزدانی» ذره‌ای را مشاهده کرده‌اند که همزمان مانند ماده و ضدماده عمل می‌کند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این دستاورد علمی می‌تواند به ساخت رایانه‌های قدرتمند مبتنی بر مکانیک کوانتومی بیانجامد.

یزدانی و همکارانش با استفاده از یک میکروسکوپ دو طبقه در آزمایشگاه ارتعاش فوق‌پایین دانشگاه پرینستون، تصویری درخشان از ذره‌ای موسوم به «فرمیون مایورانا» (Majorana fermion) را مشاهده کردند که در انتهای نوعی سیم نازک اتمی قرار داشت. این ذره درست جایی قرار داشت که پس از دهه‌ها مطالعه و محاسبه از دهه 1930 تاکنون، پیش‌بینی شده بود.

شکار ذره مزبور در روزهای آغازین مطرح‌شدن تئوری کوانتوم و زمانی شروع شد که فیزیکدانان برای نخستین بار متوجه شدند معادلاتشان وجود نوعی ضدماده همتای ذرات الکترون را نوید می‌دادند.

در سال 1937، یک فیزیکدان ایتالیایی به نام «اتوره مایورانا» پیش‌بینی کرد که این ذره ثابت و منفرد می‌تواند هم ماده و هم‌ ضدماده باشد. گرچه بسیاری از اشکال ضدماده از آن زمان تاکنون مشاهده شده بود، ترکیب ماجورانا به صورت گریزپا باقی مانده بود.

علاوه بر داشتن مضامینی برای فیزیک بنیادی، این کشف می‌تواند به دانشمندان پیشرفتی بالقوه در زمینه محاسبات کوانتومی را نوید دهد.

جزئیات این مطالعه در مجله Science منتشر شد.

اسپین و پاریته:

لپتون‌ها دارای اسپین-۱⁄۲ بنابرین این ذرات فرمیون بوده و از اصل اصل طرد پائولی پیروی می‌کنند،
 دو لپتون نمی‌توانند دارای دقیقا خواص یکسان در یک زمان باشد. به عبارت دیگر این ذرات فقط دو حالت اسپینی دارند بالا یا پایین.
در بسیاری از نظریه‌های میدان‌های کوانتومی—مانند الکترودینامیک کوانتومی و کرومودینامیک کوانتومی—فرمیون‌ها راست-دست و فرمیون‌های چپ-دست یکسان در نظر گرفته می‌شود.
اگرچه در مدل استاندارد فرمیون‌های راست-دست و چپ-دست نامتقارن در نظر گرفته می‌شوند. فقط فرمیون‌های چپ-دست می‌توانند با نیروی هسته‌ای ضعیف برهمکنش کنند در حالی که نوترینوی راست-دست وجود ندارد. که این مثالی از نقض پاریته‌است

برهمکنش الکترومغناطیسی:

یکی از خواص بسیار مهم لپتون‌ها بار الکتریکی ، Q است. بار الکتریکی میزان قدرت آنها در برهمکنش الکترومغناطیسی یا عبارت دیگر میزان قدرت میدان الکتریکی تولید شده توسط ذرات را نشان می‌دهد  و با چه قدرتی ذره به تغییر در میدان مغناطیسی پاسخ می‌دهد .

هر نسل از لپتون‌ها یک لپتون با بار Q = −۱ (بار الکتریکی ذرات برحسب واحدی از بار الکترون نشان داده می‌شد و یک لپتون با بار صفر دارد. به اولی لپتون باردار و به دومی نوترینو می‌گویند به طور مثال در نسل اول لپتون باردار الکترون e−
و نوترینو الکترون نوترینو ν
e است.

در زبان نظریه میدان کوانتم برهمکنش الکترومغناطیسی لپتون توسط این واقعیت بیان می‌شود که ذرات با کوانتای میدان الکترومغناطیسی یعنی فوتون برهمکنش می‌کنند.

از آنجا که لپتون یک حالت ذاتی در شکل اسپین‌شان دارند. لپتون‌های باردار میدان مغناطیسی تولید می‌کنند.  گشتاور مغناطیسی  μ تولید شده از فرمول زیر بدست می‌آید,

که m جرم لپتون و g فاکتور جی برای لپتون است. اولین مرتبه تقریب‌زنی در مکانیک کوانتم پیش‌بینی می‌کند که میزان فاکتور جی برای تمام لپتون‌ها برابر ۲ باشد. اگرچه تقریب‌های مرتبه بالاتر اثراتی پیش‌بینی می‌کنند که به تصحیح این عدد می‌انجامد این تصحیحات (تکانه دوقطبی غیرعادی مغناطیسی)نامیده می‌شود.