Joang ho tsoa tseleng ea fisiks?

Moloko o latelang oa ho thulana ho tla bitsa libilione tsa lidolara. Ho na le merero ea ho haha ​​​​lisebelisoa tse joalo Europe le Chaena, empa bo-rasaense ba ipotsa hore na sena sea utloahala. Mohlomong re lokela ho batla mokhoa o mocha oa ho etsa liteko le lipatlisiso tse tla lebisa katlehong ea fisiks? 

The Standard Model e 'nile ea tiisoa khafetsa, ho kenyeletsa le Large Hadron Collider (LHC), empa ha e finyelle litebello tsohle tsa fisiks. E ke ke ea hlalosa liphiri tse kang boteng ba ntho e lefifi le matla a lefifi, kapa hore na ke hobane’ng ha matla a khoheli a fapane hakana le matla a mang a motheo.

Ho saense ka tloaelo ho sebetsana le mathata a joalo, ho na le mokhoa oa ho tiisa kapa ho hanyetsa likhopolo tsena. pokello ea lintlha tse eketsehileng - tabeng ena, ho tloha ho libonela-hōle tse molemo le li-microscopes, 'me mohlomong ho tloha ho e ncha ka ho feletseng, le ho feta bumper e kholo seo se tla theha monyetla oa ho sibolloa likaroloana tsa supersymmetric.

Ka 2012, Setsi sa High Energy Physics of the Chinese Academy of Sciences se phatlalalitse leano la ho aha k'haonta e kholo e kholo. E reriloeng Electron Positron Collider (CEPC) e ne e tla ba le potoloho ea lik'hilomithara tse ka bang 100, hoo e ka bang makhetlo a mane ho feta a LHC (1). Ha a araba, ka 2013, opareitara ea LHC, e leng CERN, e phatlalalitse morero oa eona oa sesebelisoa se secha sa ho thulana se bitsoang. Future Circular Collider (FCC).

1. Papiso ea boholo ba li-accelerator tse reriloeng tsa CEPC, FCC le LHC.

Leha ho le joalo, bo-rasaense le baenjiniere ba ntse ba ipotsa hore na merero ena e tla ba molemo ho tsetela chelete e ngata. Chen-Ning Yang, mohapi oa Moputso oa Nobel oa physics particle, o ile a nyatsa ho batloa ha mesaletsa ea supersymmetry a sebelisa supersymmetry e ncha lilemong tse tharo tse fetileng ho blog ea hae, a e bitsa "papali ea ho hakanya." Khakanyo e turang haholo. E ile ea tiisoa ke bo-rasaense ba bangata ba Chaena, 'me Europe, leseli la saense le ile la bua ka moea o tšoanang ka morero oa FCC.

Sena se tlalehiloe ho Gizmodo ke Sabine Hossenfelder, setsebi sa fisiks Setsing sa Thuto e Phahameng ea Frankfurt. -

Bahlahlobisisi ba merero ea ho theha li-colliders tse matla haholo ba hlokomela hore boemo bo fapane le ha e ne e hahuoa. Ka nako eo ho ne ho tsebahala hore re ntse re batla Bogs Higgs. Hona joale lipakane ha li sa hlalosoa hantle. 'Me khutso ho liphetho tsa liteko tse entsoeng ke Large Hadron Collider e ntlafalitsoeng ho amohela tšibollo ea Higgs - ntle le liphetho tsa katleho ho tloha ka 2012 - e batla e tšosa.

Ho phaella moo, ho na le taba e tsebahalang, empa mohlomong e seng bokahohleng, ea hore ntho e 'ngoe le e' ngoe eo re e tsebang ka liphello tsa liteko tsa LHC e tsoa ho tlhahlobo ea hoo e ka bang 0,003% feela ea data e fumanoeng ka nako eo. Re ne re sitoa ho mamella ho feta moo. Ho ke ke ha qheleloa ka thoko hore likarabo tsa lipotso tse kholo tsa fisiks tse re tšoenyang li se li ntse li le ho 99,997% eo re sa kang ra e nahana. Kahoo mohlomong ha u hloke ho hongata haholo ho aha mochini o mong o moholo le o theko e boima, empa ho fumana mokhoa oa ho sekaseka tlhaiso-leseling e ngata?

Ke habohlokoa ho nahana, haholo-holo kaha litsebi tsa fisiks li na le tšepo ea ho pepeta le ho feta ka koloing. Nako ea ho theola lilemo tse peli (e bitsoang) e qalileng haufinyane e tla boloka collider e sa sebetse ho fihlela 2021, e lumellang tlhokomelo (2). E tla qala ho sebetsa ka matla a ts'oanang kapa a batlang a phahame, pele e ntlafatsoa haholo ka 2023, 'me e phethetsoe ka 2026.

Mokhoa ona oa morao-rao o tla bitsa liranta tse limilione tse likete (tse theko e tlaase ha li bapisoa le litšenyehelo tse reriloeng tsa FCC), 'me sepheo sa eona ke ho theha seo ho thoeng ke sona. Khanya e Phahameng-LHC. Ka 2030, sena se ka eketsa makhetlo a leshome palo ea likoloi tse hlahisoang ke koloi ka motsotsoana.

2. Mosebetsi oa ho lokisa LHC

e ne e le neutrino

E 'ngoe ea likaroloana tse sa kang tsa fumanoa LHC, leha ho ne ho lebelletsoe, ke MOHLAKOLA (-ka bofokoli ho sebelisana le likaroloana tse kholo). Tsena ke likaroloana tse boima tse inahaneloang (ho tloha ho 10 GeV / s² ho isa ho TeV / s² tse 'maloa, ha boima ba proton bo le ka tlase hanyane ho feta 1 GeV / s²) tse sebetsanang le taba e bonahalang ka matla a bapisoang le tšebelisano e fokolang. Ba ne ba ka hlalosa boima bo makatsang bo bitsoang dark matter, bo atileng bokahohleng ka makhetlo a mahlano ho feta ntho e tloaelehileng.

LHC, ha ho li-WIMP tse fumanoeng ho tsena 0,003% ea data ea liteko. Leha ho le joalo, ho na le mekhoa e theko e tlaase bakeng sa sena - ka mohlala. Teko ea XENON-NT (3), mokelikeli o moholo oa xenon o tebileng ka tlas'a lefatše Italy 'me o ntse o tsoela pele ho kenngoa marang-rang a lipatlisiso. Sebakeng se seng se seholo sa xenon, LZ e South Dakota, patlo e tla qala ka 2020.

Teko e 'ngoe, e nang le li-supersensitive ultracold semiconductor detectors, e bitsoa SuperKDMS SNOLAB, e tla qala ho kenya data ho Ontario mathoasong a 2020. Kahoo menyetla ea ho "thunya" likaroloana tsena tse makatsang lilemong tsa bo-20 tsa lekholo la boXNUMX la lilemo e ntse e eketseha.

Li-Wimps ha se tsona feela tseo bo-ramahlale ba li latelang. Ho e-na le hoo, liteko li ka hlahisa likaroloana tse ling tse bitsoang li-axion, tse ke keng tsa bonoa ka ho toba joaloka li-neutrino.

Ho ka etsahala hore lilemo tse leshome tse tlang e tla ba tsa litšibollo tse amanang le li-neutrinos. Ke tse ling tsa likaroloana tse ngata ka ho fetisisa bokahohleng. Ka nako e ts'oanang, e 'ngoe ea tse thata ka ho fetisisa ho ithuta, hobane li-neutrinos li sebelisana ka mokhoa o fokolang haholo le taba e tloaelehileng.

Bo-rasaense ke khale ba tseba hore karoloana ena e entsoe ka lintho tse tharo tse fapaneng tseo ho thoeng ke litatso le libaka tse tharo tse arohaneng tsa boima - empa ha li lumellane hantle, 'me tatso e' ngoe le e 'ngoe ke motsoako oa linaha tse tharo ka lebaka la quantum mechanics. Bafuputsi ba na le tšepo ea ho fumana moelelo o nepahetseng oa bongata bona le tatellano eo li hlahang ka eona ha li kopantsoe ho etsa monko o mong le o mong. Liteko tse kang KATHERINE Jeremane, ba tlameha ho bokella lintlha tse hlokahalang ho tseba litekanyetso tsena lilemong tse tlang.

3. Mohlala oa mochine oa XENON-nT

Li-neutrinos li na le lintho tse makatsang. Ka mohlala, ha li ntse li tsamaea sepakapakeng, li bonahala li sa tloaeleha. Litsebi tse tsoang ho Jiangmen Underground Neutrino Observatory naheng ea China, eo ho lebelletsoeng hore e tla qala ho bokella lintlha ka li-neutrino tse ntšoang lifemeng tse haufi tsa matla a nyutlelie selemong se tlang.

Ho na le morero oa mofuta ona Super-Kamiokande, tse hlokometsoeng Japane esale li etsahala ka nako e telele. US e se e qalile ho aha libaka tsa eona tsa tlhahlobo ea neutrino. LBNF Illinois le teko ea li-neutrino ka botebo DUNE naheng ea South Dakota.

Morero oa $1,5 bilione oa LBNF/DUNE o tšehelitsoeng ka lichelete ke linaha tse ngata o lebelletsoe ho qala ka 2024 mme o tla sebetsa ka botlalo ka 2027. Liteko tse ling tse etselitsoeng ho notlolla liphiri tsa neutrino li kenyelletsa AVENUE, Oak Ridge National Laboratory e Tennessee, le lenaneo le lekhutšoanyane la neutrino la motheo, Fermilab, Illinois.

Ka lehlakoreng le leng, morerong Tšōmo-200, E reretsoe ho buloa ka 2021, ho tla ithutoa ketsahalo e tsejoang e le neutrinoless double beta decay. Ho nahanoa hore li-neutron tse peli tse tsoang khubung ea athomo ka nako e le 'ngoe li bola ho ba protons, e' ngoe le e 'ngoe ea tsona e ntša elektrone le , e kopana le neutrino e 'ngoe 'me ea felisa.

Haeba karabelo e joalo e ne e le teng, e ne e tla fana ka bopaki ba hore li-neutrino ke antimatter ea tsona, e tiisang ka mokhoa o sa tobang khopolo e ’ngoe ka bokahohle ba pele-ho hlalosa hore na ke hobane’ng ha ho e-na le lintho tse ngata ho feta antimatter.

Litsebi tsa fisiks le tsona li batla ho qetella li ithuta ka matla a lefifi a makatsang a phunyeletsang sepakapakeng 'me a lebisa ho atoloheng ha bokahohle. spectroscopy ea matla a lefifi Sesebelisoa (DESI) se qalile ho sebetsa selemong se fetileng mme ho lebelletsoe hore se tla hlahisoa ka 2020. Sebonela-hōle se seholo sa Synoptic Survey naheng ea Chile, e lekiloeng ke National Science Foundation/Department of Energy, lenaneo le felletseng la lipatlisiso le sebelisang thepa ena le lokela ho qala ka 2022.

Ka lehlakoreng le leng (4), e neng e reretsoe ho ba ketsahalo ea lilemo tse leshome tse tlang, qetellong e tla ba mohale oa sehopotso sa mashome a mabeli. Ntle le lipatlisiso tse reriloeng, e tla kenya letsoho thutong ea matla a lefifi ka ho shebella lihlopha tsa linaleli le liketsahalo tsa tsona.

4. Ho bona sebonela-hōle sa James Webb Telescope

Re tlo botsa eng

Ka kutloisiso e tloaelehileng, lilemo tse leshome tse tlang ho fisiks li ke ke tsa atleha haeba lilemo tse leshome ho tloha joale re botsa lipotso tse tšoanang tse sa arajoang. Ho tla ba molemo haholo ha re fumana likarabo tseo re li batlang, empa hape ha ho hlaha lipotso tse ncha ka ho feletseng, hobane re ke ke ra itšetleha ka boemo boo fisiks e tla re, "Ha ke sa na lipotso," leha e le neng.