Yuav ua li cas kom tau tawm ntawm impasse hauv physics?
Cov tiam tom ntej particle collider yuav raug nqi ntau lab daus las. Muaj cov phiaj xwm tsim cov khoom siv zoo li no hauv Tebchaws Europe thiab Tuam Tshoj, tab sis cov kws tshawb fawb nug seb qhov no puas ua rau muaj kev nkag siab zoo. Tej zaum peb yuav tsum nrhiav txoj hauv kev tshiab ntawm kev sim thiab kev tshawb fawb uas yuav ua rau muaj kev tawg ntawm physics?
Tus Qauv Qauv tau raug lees paub ntau zaus, suav nrog ntawm Loj Hadron Collider (LHC), tab sis nws tsis ua raws li txhua qhov kev cia siab ntawm lub cev. Nws tsis tuaj yeem piav qhia paub tsis meej xws li qhov muaj nyob ntawm cov teeb meem tsaus ntuj thiab lub zog tsaus ntuj, lossis yog vim li cas lub ntiajteb txawj nqus thiaj txawv ntawm lwm qhov tseem ceeb.
Hauv kev tshawb fawb ib txwm hais txog cov teeb meem zoo li no, muaj ib txoj hauv kev los lees paub lossis tsis lees paub cov kev xav no. sau cov ntaub ntawv ntxiv - nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, los ntawm zoo dua telescopes thiab microscopes, thiab tej zaum los ntawm ib tug kiag li tshiab, txawm loj dua super bumper uas yuav tsim ib lub caij nyoog kom nrhiav tau supersymmetric hais.
Nyob rau hauv 2012, lub koom haum ntawm High Energy Physics ntawm Suav Academy ntawm Sciences tshaj tawm ib txoj kev npaj los tsim ib tug loj heev super txee. Npaj Electron Positron Collider (CEPC) Nws yuav muaj ib ncig ntawm 100 km, yuav luag plaub npaug ntawm LHC (1). Hauv kev teb, xyoo 2013, tus neeg teb xov tooj ntawm LHC, piv txwv li CERN, tshaj tawm nws txoj kev npaj rau kev sib tsoo tshiab hu ua Yav Tom Ntej Circular Collider (FCC).
1. Kev sib piv qhov loj ntawm cov phiaj xwm CEPC, FCC thiab LHC accelerators.
Txawm li cas los xij, cov kws tshawb fawb thiab engineers xav paub seb cov haujlwm no puas tsim nyog rau kev nqis peev loj. Chen-Ning Yang, tus yeej Nobel nqi zog hauv particle physics, thuam qhov kev tshawb nrhiav cov cim ntawm supersymmetry siv cov supersymmetry tshiab peb xyoos dhau los ntawm nws qhov blog, hu nws ua "kev twv twv." Qhov kwv yees kim heev. Nws tau echoed los ntawm ntau tus kws tshawb fawb hauv Suav teb, thiab hauv Tebchaws Europe, cov luminaries ntawm kev tshawb fawb tau hais tib lub siab txog FCC qhov project.
Qhov no tau tshaj tawm rau Gizmodo los ntawm Sabine Hossenfelder, tus kws kho mob ntawm lub koom haum rau Kev Kawm Qib Siab hauv Frankfurt. -
Cov neeg thuam ntawm cov phiaj xwm los tsim cov kev sib tsoo muaj zog dua nco ntsoov tias qhov xwm txheej txawv ntawm thaum nws tau tsim. Nws twb paub thaum lub sij hawm uas peb tseem tab tom nrhiav Bogs Higgs. Tam sim no cov hom phiaj tsawg dua. Thiab qhov ntsiag to nyob rau hauv cov txiaj ntsig ntawm kev sim ua los ntawm Loj Hadron Collider hloov kho kom haum rau Higgs nrhiav pom - tsis muaj qhov kev tshawb pom zoo txij li xyoo 2012 - yog qhov tsis zoo.
Tsis tas li ntawd, muaj ib tug paub zoo, tab sis tej zaum tsis universal, qhov tseeb hais tias txhua yam peb paub txog cov txiaj ntsig ntawm kev sim ntawm LHC los ntawm kev txheeb xyuas tsuas yog kwv yees li 0,003% ntawm cov ntaub ntawv tau txais thaum ntawd. Peb tsuas yog ua tsis tau ntau dua. Nws tsis tuaj yeem txiav txim siab tias cov lus teb rau cov lus nug zoo ntawm physics uas haunt peb twb nyob rau hauv 99,997% uas peb tsis tau xav txog. Yog li tej zaum koj tsis xav tau ntau npaum li cas los tsim lwm lub tshuab loj thiab kim, tab sis nrhiav txoj hauv kev los txheeb xyuas cov ntaub ntawv ntau ntxiv?
Nws tsim nyog xav txog, tshwj xeeb tshaj yog vim cov kws kho mob vam tias yuav nyem ntau dua ntawm lub tsheb. Lub sijhawm poob ob xyoos (hu ua) uas tau pib tsis ntev los no yuav ua rau cov neeg sib tsoo tsis muaj zog txog xyoo 2021, tso cai rau kev saib xyuas (2). Tom qab ntawd nws yuav pib ua haujlwm ntawm qhov zoo sib xws lossis muaj zog dua me ntsis, ua ntej kev txhim kho loj hauv 2023, nrog rau kev ua tiav tiav rau xyoo 2026.
Qhov kev txhim kho no yuav raug nqi ib txhiab daus las (pheej yig piv rau cov nqi npaj ntawm FCC), thiab nws lub hom phiaj yog los tsim ib qho kev hu ua. High Luminosity-LHC. Los ntawm 2030, qhov no tuaj yeem nce kaum npaug ntawm kev sib tsoo ib lub tsheb tsim ib ob.
2. Kev kho ua haujlwm ntawm LHC
nws yog ib tug neutrino
Ib qho ntawm cov khoom uas tsis tau kuaj pom ntawm LHC, txawm hais tias nws yuav tsum yog, yog WIMP (-tsis muaj zog cuam tshuam cov khoom loj heev). Cov no yog cov khoom hnyav hnyav (los ntawm 10 GeV / s² mus rau ntau TeV / s², thaum lub proton loj me ntsis tsawg dua 1 GeV / s²) cuam tshuam nrog pom teeb meem nrog lub zog piv rau kev sib cuam tshuam tsis muaj zog. Lawv yuav piav qhia txog qhov tsis paub dab tsi hu ua qhov tsaus ntuj, uas yog tsib npaug ntau dua nyob hauv lub qab ntuj khwb dua li qhov qub.
Ntawm LHC, tsis muaj WIMPs tau pom nyob rau hauv 0,003% ntawm cov ntaub ntawv sim. Txawm li cas los xij, muaj cov kev pheej yig dua rau qhov no - piv txwv. XENON-NT kev sim (3), lub vat loj loj ntawm cov kua xenon sib sib zog nqus hauv av hauv ltalis thiab nyob rau hauv tus txheej txheem ntawm kev pub rau hauv kev tshawb fawb network. Hauv lwm lub vat loj ntawm xenon, LZ hauv South Dakota, kev tshawb nrhiav yuav pib thaum ntxov li 2020.
Lwm qhov kev sim, suav nrog supersensitive ultracod semiconductor detectors, hu ua SuperKDMS SNOLAB, yuav pib xa cov ntaub ntawv mus rau Ontario thaum ntxov 2020. Yog li qhov muaj feem ntawm thaum kawg "tua" cov khoom tsis meej no hauv 20s ntawm lub xyoo pua XNUMX tau nce.
Wimps tsis yog ib qho teeb meem tsaus ntuj uas cov kws tshawb fawb tom qab. Hloov chaw, kev sim tuaj yeem tsim lwm cov khoom hu ua axions, uas tsis tuaj yeem pom ncaj qha xws li neutrinos.
Nws muaj feem ntau tias kaum xyoo tom ntej no yuav muaj kev tshawb pom ntsig txog neutrinos. Lawv yog cov feem ntau hais nyob rau hauv lub ntiaj teb no. Nyob rau tib lub sijhawm, ib qho nyuaj rau kev kawm, vim hais tias neutrinos cuam tshuam tsis muaj zog nrog cov teeb meem zoo tib yam.
Cov kws tshawb fawb tau paub ntev tias cov khoom no yog tsim los ntawm peb qhov sib cais thiaj li hu ua flavours thiab peb cais pawg pawg - tab sis lawv tsis haum raws nraim qhov tsw, thiab txhua qhov tsw yog kev sib xyaw ntawm peb lub xeev vim yog quantum mechanics. Cov kws tshawb fawb vam tias yuav nrhiav tau lub ntsiab lus tseeb ntawm cov pawg no thiab qhov kev txiav txim uas lawv tshwm sim thaum lawv sib xyaw ua ke los tsim txhua qhov tsw qab. Kev sim xws li Katherine nyob rau hauv lub teb chaws Yelemees, lawv yuav tsum tau sau cov ntaub ntawv tsim nyog los txiav txim qhov tseem ceeb no nyob rau hauv lub xyoo tom ntej.
3. XENON-nT ntes qauv
Neutrinos muaj qhov txawv txav. Kev mus ncig hauv qhov chaw, piv txwv li, lawv zoo li oscillate ntawm tastes. Cov kws tshaj lij los ntawm Jiangmen Underground Neutrino Observatory hauv Suav teb, uas xav tias yuav pib sau cov ntaub ntawv ntawm neutrinos tawm los ntawm cov chaw tsim hluav taws xob nuclear nyob ze rau xyoo tom ntej.
Muaj ib qhov project ntawm hom no Super-Kamiokande, kev soj ntsuam hauv Nyij Pooj tau mus ntev heev. Tebchaws Asmeskas tau pib tsim nws tus kheej qhov chaw sim neutrino. LBNF hauv Illinois thiab kev sim nrog neutrinos ntawm qhov tob DUNE hauv South Dakota.
Qhov $ 1,5 nphom ntau lub teb chaws pab nyiaj LBNF / DUNE qhov project xav tias yuav pib xyoo 2024 thiab ua haujlwm tiav los ntawm 2027. Lwm qhov kev sim tsim los qhib cov lus zais ntawm neutrino suav nrog AVENUE, ntawm Oak Ridge National Laboratory hauv Tennessee, thiab luv luv baseline neutrino program, hauv Fermilab, Illinois.
Nyob rau hauv lem, nyob rau hauv qhov project Lus dab neeg-200, Teem sijhawm qhib rau xyoo 2021, qhov tshwm sim hu ua neutrinoless ob chav beta lwj yuav raug kawm. Nws yog assumed tias ob lub neutrons los ntawm lub nucleus ntawm ib lub atom ib txhij lwj mus rau hauv protons, txhua tus uas ejects ib tug electron thiab , los rau hauv kev sib cuag nrog lwm neutrino thiab annihilates.
Yog tias muaj cov tshuaj tiv thaiv zoo li no, nws yuav muab pov thawj tias neutrinos yog lawv tus kheej cov tshuaj tiv thaiv, tsis ncaj qha lees paub lwm txoj kev xav txog lub ntiaj teb thaum ntxov - piav qhia vim li cas thiaj li muaj teeb meem ntau dua li antimatter.
Physicists kuj xav thaum kawg kawm txog lub zog tsaus nti uas tsis muaj zog uas nkag mus rau qhov chaw thiab ua rau lub ntiaj teb nthuav dav. Tsaus zog spectroscopy Cov cuab yeej (DESI) tsuas yog pib ua haujlwm xyoo tas los thiab xav tias yuav tsim tawm xyoo 2020. Loj Synoptic Survey Telescope Hauv Chile, sim los ntawm National Science Foundation / Department of Energy, qhov kev tshawb fawb puv ntoob siv cov cuab yeej no yuav tsum pib xyoo 2022.
С другой стороны (4), uas tau destined los ua qhov kev tshwm sim ntawm lub xyoo caum dhau los, nws thiaj li dhau los ua tus phab ej ntawm lub hnub nyoog nees nkaum. Ntxiv nrog rau cov kev tshawb fawb tau npaj tseg, nws yuav pab txhawb rau txoj kev tshawb fawb ntawm lub zog tsaus ntuj los ntawm kev soj ntsuam cov galaxies thiab lawv qhov tshwm sim.
4. Visualization ntawm James Webb Telescope
Peb yuav nug dab tsi
Hauv kev nkag siab zoo, kaum xyoo tom ntej hauv physics yuav tsis ua tiav yog tias kaum xyoo tom ntej no peb tab tom nug tib lo lus nug uas tsis teb. Nws yuav zoo dua thaum peb tau txais cov lus teb uas peb xav tau, tab sis kuj yog thaum cov lus nug tshiab tshwm sim, vim peb tsis tuaj yeem suav rau qhov xwm txheej uas physics yuav hais tias, "Kuv tsis muaj lus nug ntxiv," puas tau.
