Alpenforum

Альпийский форум, нейтральный взгляд - политика онлайн

Вы не подключены. Войдите или зарегистрируйтесь

Alpenforum » Альпы » Свободные темы. » Эта физика сломалась! Несите следующую!

Эта физика сломалась! Несите следующую!

+5
ocean
carrera
...
Глазенап©
anw
Участников: 9

На страницу : 1, 2  Следующий

Начать новую тему  Ответить на тему

Перейти вниз  Сообщение [Страница 1 из 2]

Глазенап©

Глазенап©
Гуру
Гуру


Весной коллаборация CDF, которая десять лет обрабатывала данные о столкновениях на коллайдере Тэватрон, обнародовала результаты своей работы. Согласно им W-бозон — одна из самых краеугольных частиц Стандартной модели — существенно тяжелее, чем все думали ранее.
Разбираемся, сломал ли физику результат CDF и что с ним делать дальше.


Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200

На пути к всехной теории всего сделано уже довольно много. Сначала физики объединили электромагнитное и слабое взаимодействие, потом приколотили к ним теорию сильного взаимодействия — квантовую хромодинамику.
Получившийся теоретический пердимонокль — Стандартная модель — написан на языке квантовой теории поля. Это означает, что все изученное нами вещество и три фундаментальных взаимодействия (без гравитации) можно описать в терминах элементарных частиц, квантов фундаментальных полей.
Стандартная модель описывает их иерархию и законы превращения одних частиц в другие, оперируя несколькими десятками количественных параметров: массами, константами взаимодействия и так далее. Большинство современных экспериментов в физике частиц, таким образом, занимаются измерениями этих параметров.

Согласно Стандартной модели, три фундаментальных взаимодействия происходят благодаря частицам-переносчикам:


  • за электромагнитное отвечает фотон,


  • сильным управляют восемь глюонов,


  • слабое регулируется W^±- и Z-бозонами.


При этом масса есть только у последних — они приобретают ее в рамках хиггсовского механизма.

Впрочем, в физике элементарных частиц не принято категорически утверждать, что какой-то параметр равен нулю: обычно говорят про некоторое значение, выше которого эта величина точно не может быть. Так, оценки верхнего предела для массы глюонов разнятся на 10 порядков от 10^-10 до 1 мегаэлектронвольта, в то время как для фотона разброс скромнее: от 10^-25 до 10^-21 мегаэлектронвольт.


Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200

Если перейти от концептуального устройства Стандартной модели к математическому, то на нее можно смотреть как на огромную систему уравнений с n внешних параметров.
Физики подставляют туда значения, которые уже были получены экспериментально, а еще не измеренные параметры вводят с оглядкой на совместную (или «глобальную») функцию правдоподобия — в итоге получая «глобальный фит» Стандартной модели. Это позволяет подогнать значения неизвестных параметров таким образом, чтобы те согласовывались с известными переменными.

Таким образом фитированая модель — это сбалансированный относительно друг друга набор констант. И если какое-то новое измерение меняет значение одной из переменных, это имеет значение для всей модели в целом — баланс надо искать заново.

Так и случилось


Недавно коллаборация CDF сообщила о том, что всем nиздец ей удалось провести именно такой эксперимент, нарушающий глобальный баланс констант Стандартной модели. Физики, входящие в состав этой коллаборации, обрабатывают гигантский массив данных о столкновениях протонов с антипротонами на кольцевом коллайдере Тэватрон с 1985 по 2011 год. В научной статье, вышедшей 7 апреля в журнале Science, ученые приводят новое значение для массы W-бозона — 80433 ± 9,4 мегаэлектронвольт, полученное на основе последних девяти лет работы ускорителя.
Вся соль этой цифры в том, что она больше значения, установленного Стандартной моделью и равного 80357 мегаэлектронвольт, с достоверностью в семь стандартных отклонений.


Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200
Сравнение массы W-бозона, полученной в новом исследовании (CDF II), с предсказаниями Стандартной модели (SM) и результатами других экспериментов, в том числе выполненных на том же коллайдере ранее (CDF I). CDF Collaboration / Science, 2022

Семь сигм — это доxyища. Достоверным в физике считается результат, стандартное отклонение которого — пять сигм, этого в свое время оказалось достаточно для подтверждения существования бозона Хиггса или гравитационных волн.

Впрочем, превышение этой границы достоверности еще не открытие. По крайней мере, в случае с массой W-бозона.

Во-первых, потому что W-бозон — это краеугольный компонент Стандартной модели, изменение свойств которого волной прокатится по многим ее уголкам, в первую очередь по свойствам бозона Хиггса, топ-кварка и параметрам слабого взаимодействия.

Во-вторых, и это, пожалуй, более важно — значение, полученное на Тэватроне, противоречит не только экспериментам на Большом адронном коллайдере, но и результатам, полученным на том же Тэватроне ранее (правда, на более ранней и в четыре раза меньшей выборке), при том, что точность определения массы увеличилась лишь в два раза.
Даже если бы точность осталась прежней, то достоверность отклонения была бы достаточно высокой, около четырех сигм. Это означает, что за сместившееся среднее значение массы отвечает какой-то систематический эффект, то есть не случайный, а работающий для всей выборки.
За систематические эффекты могут отвечать как не обнаруженные ранее физические закономерности, так и жопорукость банальные недоработки при настройке и калибровке установки.


Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200

Результат CDF станет реальным открытием только тогда, когда оно будет проверено в конкурирующем эксперименте, либо появится хорошее объяснение, почему аномалия возникла у CDF, но не проявилась где-либо еще.
Учитывая, что Тэватрон больше не работает, проверка аномалии ложится на плечи физиков БАКа — а у них план исследований уже давно расписан. Впрочем, какую-то перепроверку своих результатов может провести команда, работавшая с детектором DZero, который также был установлен на Тэватроне.

Другими словами, способов проверить результат CDF здесь и сейчас у нас немного. Этим ситуация с W-бозоном выделяется на фоне других достоверных аномалий, с которыми физики имеют дело сейчас, например загадки радиуса протона, отклонения магнитного момента мюона или нейтринных аномалий — над ними работает множество независимых групп экспериментаторов.


Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200


Чем это нам грозит


Так что же означает обнаруженная аномалия?

По мнению Эдуарда Бооса из НИИ ядерной физики МГУ, отклонение семь сигм — это верный признак, что что-то делается неправильно. «Это говорит о том, что либо физики из CDF допустили ошибку в анализе экспериментальных данных, либо ими использовалась неправильная схема вычисления массы W-бозона, либо действительно нужно выходить за рамки Стандартной модели».

#1: Возможно, современная теория некорректно понимает процессы, которые изучались на Тэватроне
Вычисляя массы элементарных частиц, физики описывают их свободное распространение, как процесс, связанный с рождением и уничтожением виртуальных частиц. Важно, чтобы в начале и в конце этого процесса параметры самой частицы остались теми же.
Виртуальные процессы дают вклад в собственную энергию ни с чем не взаимодействующей частицы. Поскольку ее импульс не изменяется, собственная энергия целиком конвертируется в массу.
W-бозон не только излучает и поглощает виртуальные бозоны, но и виртуально распадается на кварковые или лептонные пары, вновь собираясь в W-бозон. На диаграммах Фейнмана эти процессы представляются в виде замкнутых контуров, их называют петлями.

Эта физика сломалась! Несите следующую! Scale_1200
Примеры диаграмм, дающих вклад в собственную энергию W-бозона. Слева бозон виртуально распадается на какой-либо лептон и антинейтрино (или антилептон и нейтрино). Справа — на топ-кварк и боттом-антикварк (или топ-антикварк и боттом-кварк)

Вычисление петлевых поправок к массе W-бозона неминуемо приводит теоретиков к расходимостям в интегралах (то есть ситуации, когда взятие интеграла приводит к бесконечности).

Чтобы обойти эту проблему, ученые применяют различные процедуры перенормировки, — математические приемы, которые делают ответы физической теории конечными. По мнению Бооса, аномальная масса W-бозона в данных CDF может быть связана с некорректностью как выбранной учеными схемы перенормировки массы W-бозона, так и самой Стандартной модели.
В последнем случае это значит, что в реестр элементарных частиц придется ввести совершенно новые частицы, добавить дополнительные физические измерения или внести какие-либо модификации в теорию.
Может, например, оказаться, что бозонов Хиггса на самом деле несколько.

Но какая бы ни требовалась модификация теории — новая схема вычисления петли W-бозона или введение новых частиц — она не должна поменять массы всех остальных частиц, согласующихся со Стандартной моделью.
«Речь идет в первую очередь о массе Z-бозона, измеренной [в эксперименте] с высокой точностью», — говорит Валерий Рубаков из Института ядерных исследований РАН. Масса электрически нейтрального Z-бозона формируется почти таким же образом, как и у W-бозонов. «Теория, которая давала бы вклад в массу W-бозона, но не касалась бы Z-бозона, должна быть довольно сложной, вычурной и с маленькими сиськами некрасивой», — добавляет физик.

Теоретики уже взялись за работу. Первые препринты, посвященные новым данным о массе W-бозона, появились в один день со статьей коллаборации CDF. Две недели спустя их количество уже перевалило за пять десятков, а темп появления новых публикаций растет.

#2: В ходе анализа данных что-то пошло не так

Экспериментаторы тоже не дремлют. Осторожнее относиться к результатам CDF призвал в своем блоге физик Томмазо Дориго, ранее работавший с ними на Тэватроне. Он обратил внимание на ряд слабых мест в анализе, проведенном бывшими коллегами, чем вызвал жаркую дискуссию у себя в комментариях.
Например, он заметил, что если обрабатывать только электронные или только мюонные данные, полученные физиками с CDF, то массы W-бозона будут заметно отличаться — хотя наименьшая из них (электронная) все равно не будет совпадать с предсказанием Стандартной модели. Это свидетельствует о том, что открытый систематический эффект по-разному себя проявляет, когда физики вычисляют массу W-бозона на основе данных только по электронам или только по мюонам.

«Причиной аномалий часто становятся недооценки ошибок эксперимента», — объясняет Дмитрий Горбунов из ИЯИ РАН. И именно эти ошибки определяют величину сигм. Следовательно, если после проверки выяснится, что стандартное отклонение величины, измеренной на Тэватроне, на самом деле больше, то и количество сигм между теоретическим и экспериментальным значением — а значит и степень достоверности результата — может резко уменьшиться.

Есть тонкие места и в теоретическом аппарате. Ведь оценка массы происходит поэтапно с помощью теории возмущений, когда каждый новый вклад в рассчитываемую величину уменьшается. Это значит, что физикам нужно в какой-то момент остановиться, а то, что они отбросили, записать в теоретическую ошибку. «Вполне может быть, что методика оценки этих ошибок в данном случае сработала не идеально», — допускает Горбунов.

Впрочем, многие ученые, с которыми беседовали, согласны с тем, что у CDF, в отличие от их коллег на БАКе, не было никаких строгих дедлайнов, к которым им нужно было спешить, а потому они потратили немало времени, чтобы аккуратно оценить все ошибки.

#3: Чем это кончится

Пока нелегко предвосхитить, как сложится история этой аномалии. Аргументы как скептиков, которых смущает противоречие между результатами точных экспериментов, так и оптимистов, жаждущих увидеть Новую физику за пределами Стандартной модели, с каждым десятилетием обрастающей новой порцией нестыковок, выглядят вполне разумными.

Результат CDF теперь должен выдержать еще три атаки, прежде чем физики смогут, вооружившись новой массой W-бозонов, пробить брешь в доспехе Стандартной модели. Сначала всем нужно удостовериться в корректности анализа данных. Затем воспроизвести аномалию на Большом адронном коллайдере — никаких других рабочих приборов для контрольного эксперимента на Земле просто нет.

Но если эти два испытания CDF выдержит, у Стандартной модели останется еще один шанс остаться нетронутой: если ученые поймут, что для объяснения аномальной массы W-бозона достаточно модификации в пределах уже существующего теоретического корпуса.

Но возможен и другой сценарий, самый неудобный — и при этом довольно вероятный. Может так случиться, что в работе CDF ошибок не найдут, но эксперимент на БАКе получит классический результат. И разумного объяснения этому — что в пределах, что за пределами Стандартной модели — сформулировать теоретики не смогут.

Тогда проблема двух достоверных, но при этом разных масс W-бозона станет для физиков еще одним «камешком в ботинке», которые и без того никак не могут упаковать в Стандартную модель гравитацию, массу нейтрино, темные энергию и массу.


(с)Марат Хамадеев при участии Ильи Ферапонтова


_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."©️Черчилль
...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....

EITotleben

EITotleben
Бодхисаттва
Бодхисаттва

Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)

Глазенап©

Глазенап©
Гуру
Гуру

EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)


me too(с)
но тоже интересно


_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."©️Черчилль
...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....

Таки да

Anonymous
Гость

Путина в жопу вые6ут!

anw

anw
Гуру
Гуру

Это нельзя оставлять просто так,это же очень и очень

Глазенап©

Глазенап©
Гуру
Гуру

о. eбaкa грозный обязательно должен высраться в каждом топике.
йенг отрасти сначала

Это нельзя оставлять просто так,это же очень и очень

да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее


_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."©️Черчилль
...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....

EITotleben

EITotleben
Бодхисаттва
Бодхисаттва

Глазенап пишет:
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
В штаб РВСН

прост, как дрозд

Anonymous
Гость

это какой то пи з дец !

9Эта физика сломалась! Несите следующую! Empty бизон к ним забежал Сб Июл 09, 2022 1:40 pm

не тот

Anonymous
Гость

а они сдуру поймали и взвесили, а бизон не тот был
не настоящий

anw

anw
Гуру
Гуру

EITotleben пишет:
Глазенап пишет:
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
В штаб РВСН
Уж пошлем так пошлем

засланый казачок

Anonymous
Гость

а бозон то не настоящий !

Глазенап©

Глазенап©
Гуру
Гуру

да. действительно!
его на алиэкспрессе купили!

Эта физика сломалась! Несите следующую! Boson10


_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."©️Черчилль
...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....

...

...
Carpal tunnel
Carpal tunnel

вечно у физиков таблица умножения не сходится
в первом томе у фейнмана это всё уже описано

Lei Cfynei

Anonymous
Гость

... собутыльники вые6ут в жопу.

...

...
Carpal tunnel
Carpal tunnel

меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль

carrera

carrera
Гуру
Гуру

Четность системы мультипликативна

17Эта физика сломалась! Несите следующую! Empty оклахомский Сб Июл 09, 2022 3:47 pm

бизон

Anonymous
Гость

закон неопределенности бизона - бизона вроде
и нет, и вроде он есть

и все время кажется в разных местах
даже в гамбургере может показаться

carrera

carrera
Гуру
Гуру

бизон пишет:закон неопределенности бизона - бизона вроде
и нет, и вроде он есть

и все время кажется в разных местах
даже в гамбургере может показаться
бизоны превращаются в глюки и наоборот

ocean

avatar
Гуру
Гуру

EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)

я даже все это прочитала..

с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...

Как это повлияет на цены на бензин? Эта физика сломалась! Несите следующую! 2741793389

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)


"Недавно коллаборация CDF сообщила о том, что всем nиздец "
Эта физика сломалась! Несите следующую! 2741793389
так чего тянуть?
Эта физика сломалась! Несите следующую! 327940302 Эта физика сломалась! Несите следующую! 2931975615 нужно успеть сделать сегодня всё то, что хотел завтра Эта физика сломалась! Несите следующую! 288492235


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

ocean пишет:
EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)

я даже все это прочитала..

с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...

Как это повлияет на цены на бензин? Эта физика сломалась! Несите следующую! 2741793389



Даже Я Эта физика сломалась! Несите следующую! 1634266161 это прочла


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

у нас 2,30 , я забила переживать, достаю молча 70 франков и шурую на кассу


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль


Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

EITotleben

EITotleben
Бодхисаттва
Бодхисаттва

ocean пишет:
EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)

я даже все это прочитала..

с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...

Как это повлияет на цены на бензин? Эта физика сломалась! Несите следующую! 2741793389
Никак. Если только в стророну повышения

EITotleben

EITotleben
Бодхисаттва
Бодхисаттва

... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль

Из европейского бизона, сиречь белорусского зубра.

EITotleben

EITotleben
Бодхисаттва
Бодхисаттва

Pion пишет:
... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль


Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....


Так они общие, животные.

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

EITotleben пишет:
Pion пишет:


Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....


Так они общие, животные.


Лично я просто НЕ понимаю, вот КАК можно спокойно наблюдать за тем как каждый день из-за тобой поставленного забора истекают кровью и умирают в муках животные (и твои и соседа).
Но я многого такого Не понимаю....


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

Редиска

Редиска
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял

Pion

Pion
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

Редиска пишет: Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял


Надо покурить Эта физика сломалась! Несите следующую! 520455885


_________________
Эта физика сломалась! Несите следующую! 764815020

Редиска

Редиска
Член-Корреспондент
Член-Корреспондент

Pion пишет:
Редиска пишет: Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял


Надо покурить Эта физика сломалась! Несите следующую! 520455885
учебник квантовой физики

Вернуться к началу  Сообщение [Страница 1 из 2]

На страницу : 1, 2  Следующий

Начать новую тему  Ответить на тему

Alpenforum » Альпы » Свободные темы. » Эта физика сломалась! Несите следующую!

Права доступа к этому форуму:
Вы можете отвечать на сообщения