Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriİşıq işıqla – virtual hissəciklər vasitəsilə səpilir. Kredit: Vyana Texnologiya Universiteti

Adətən işıq dalğaları heç bir müqavimət göstərmədən bir-birindən keçə bilir. Elektrodinamika qanunlarına görə, iki işıq şüası bir-birinə təsir etmədən eyni yerdə mövcud ola bilər; sadəcə üst-üstə düşürlər. Elmi fantastika filmlərində göründüyü kimi, yüngül qılınc döyüşləri reallıqda olduqca darıxdırıcı olardı.

Buna baxmayaraq, kvant fizikası “işığın işığın səpilməsi”nin təsirini proqnozlaşdırır. Adi lazerlər onu aşkar etmək üçün kifayət qədər güclü deyil, lakin CERN hissəcik sürətləndiricisində müşahidə edilib. Virtual zərrəciklər sözün əsl mənasında qısa müddətə yoxdan çıxa, fotonlarla qarşılıqlı əlaqəyə girərək istiqamətini dəyişə bilər. Təsir son dərəcə kiçikdir, lakin müonlar üzərində cari yüksək dəqiqlikli təcrübələr vasitəsilə hissəciklər fizikası nəzəriyyələrini yoxlamaq üçün dəqiq başa düşülməlidir.

TU Wien (Vyana) bir komanda indi əvvəllər düzgün qiymətləndirilməmiş aspektin bunda mühüm rol oynadığını göstərə bildi: sözdə tenzor mezonlarının töhfəsi. Yeni nəticələr Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Yoxdan virtual hissəciklər

Fotonlar fotonlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda virtual hissəciklər yarana bilər. Onları birbaşa ölçmək mümkün deyil, çünki dərhal yox olurlar. Müəyyən mənada onlar daim oradadırlar və eyni zamanda yox – kvant fizikası bizim klassik gündəlik anlayışımıza görə bir-birini istisna edən vəziyyətlərin belə superpozisiyalarına imkan verir.

Tədqiqatın aparıcı müəllifi, TU Wien Nəzəri Fizika İnstitutundan Jonas Mager deyir: “Bu virtual hissəcikləri birbaşa müşahidə etmək mümkün olmasa da, onların digər hissəciklərə ölçülə bilən təsiri var”. “Əgər real hissəciklərin necə davrandığını dəqiq hesablamaq istəyirsinizsə, bütün təsəvvür edilən virtual hissəcikləri düzgün nəzərə almalısınız. Bu işi çətinləşdirən, həm də maraqlı edən budur.”

İşıq işığı səpələdikdə, foton, məsələn, elektron-pozitron cütlüyünə çevrilə bilər. Elektron və pozitron bir-birini məhv etmədən və yeni bir fotona çevrilməmişdən əvvəl digər fotonlar bu iki hissəciklə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər. Güclü nüvə qüvvələrinə də məruz qalan daha ağır hissəciklər, məsələn, kvark və antikvarkdan ibarət mezonlar yarandıqda işlər daha da mürəkkəbləşir.

“Bu mezonların müxtəlif növləri var” deyir Mager. “Biz indi göstərə bildik ki, onlardan biri, tenzor mezonları əhəmiyyətli dərəcədə aşağı qiymətləndirilib. İşıq-işığın səpilməsinin təsiri ilə onlar müonların maqnit xassələrinə təsir göstərirlər ki, bu da hissəciklər fizikasının Standart Modelini son dərəcə dəqiqliklə sınaqdan keçirmək üçün istifadə edilə bilər”.

Tensor mezonları əvvəlki hesablamalarda göründü, lakin çox kobud sadələşdirmələrlə. Yeni qiymətləndirmədə nəinki onların töhfəsi əvvəllər güman ediləndən qat-qat güclü olur, həm də əvvəllər düşünüldüyündən fərqli əlamətə malikdir və beləliklə, nəticələrə əks istiqamətdə təsir göstərir.

Qeyri-adi nəzəri üsullar

Bu nəticə həm də ötən il ən son analitik hesablamalar və alternativ kompüter simulyasiyaları arasında yaranmış uyğunsuzluğu aradan qaldırır. “Problem ondadır ki, adi analitik hesablamalar kvarkların güclü qarşılıqlı təsirini yalnız məhdudlaşdırıcı hallarda yaxşı təsvir edə bilər” – Anton Rebhan (TU Wien) deyir.

TU Wien komandası isə qeyri-ənənəvi bir üsuldan – holoqrafik kvant xromodinamikindən istifadə etdi. Bu , cazibə qüvvəsi ilə beş ölçülü fəzaya dörd ölçüdə (yəni, üç məkan ölçüsü və bir zaman ölçüsü) proseslərin xəritələşdirilməsini əhatə edir. Bəzi problemlər daha sonra bu digər məkanda daha asan həll edilə bilər və nəticələr daha sonra yenidən dəyişdirilir.

Rebhan izah edir: “Tenzor mezonları Eynşteynin cazibə nəzəriyyəsi üçün aydın proqnozlar verən beş ölçülü qravitonlar üzərinə çəkilə bilər”. “İndi bizim kompüter simulyasiyalarımız və bir-birinə yaxşı uyğun gələn, lakin müəyyən əvvəlki fərziyyələrdən kənara çıxan analitik nəticələr var. Ümid edirik ki, bu, həm də tenzor mezonları üzərində artıq planlaşdırılan xüsusi təcrübələri sürətləndirmək üçün yeni təkan verəcək.”

Standart Model sınaqdan keçirildi

Bu analizlər fizikanın ən böyük suallarından biri üçün vacibdir: Hissəciklər fizikasının Standart Modeli nə dərəcədə etibarlıdır ? Bu, cazibə qüvvəsi istisna olmaqla, bütün məlum hissəcik növlərini və təbiətin bütün qüvvələrini təsvir edən ümumi qəbul edilmiş kvant fiziki nəzəriyyəsidir.

Standart Modelin dəqiqliyi bir neçə xüsusi sınaq vəziyyətində, məsələn, muonların maqnit momentini ölçməklə xüsusilə yaxşı araşdırıla bilər. Uzun illərdir ki, elm adamları nəzəriyyə ilə təcrübə arasındakı müəyyən uyğunsuzluqların Standart Modeldən kənarda “yeni fizikaya” işarə edib-etməməsi, yoxsa onların sadəcə olaraq qeyri-dəqiqlik və ya səhv olması üzərində baş sındırırlar.

Müon maqnit anındakı uyğunsuzluq son zamanlarda xeyli azaldı, lakin həqiqətən yeni fizikanı axtarmaq üçün qalan nəzəri qeyri-müəyyənliklər də mümkün qədər dəqiq başa düşülməlidir. Yeni iş məhz buna kömək edir.

Daha çox məlumat: Jonas Mager və digərləri, Hadronik işıq-işığa səpilmə və muon g−2-yə tensor-mezon qatqıları üzrə uzunlamasına qısa məsafəli məhdudiyyətlər, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/dxwr-gpsl . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2501.19293

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir