International Physics Masterclasses

Ανακαλύπτοντας το άγνωστο

Γνωρίζουμε ότι το Καθιερωμένο Πρότυπο (ΚΠ) αποτελεί ένα κομψό θεωρητικό πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου που η ύλη και οι δυνάμεις δημιούργησαν το Σύμπαν που γνωρίζουμε. Σε πολύ υψηλές ενέργειες αναμένεται να εμφανιστούν και νέα φυσικά φαινόμενα. Ο επιταχυντής LHC θεωρείται ως η "μηχανή ανακάλυψης" και κατασκευάστηκε ακριβώς για να εξερευνήσει νέες ενεργειακές περιοχές -στην περιοχή των TeV - και πιθανώς να αποκαλύψει μερικές από τις κρυμμένες πλευρές της Φύσης.

Πώς μπορούμε να κατασκευάσουμε τέτοια γιγαντιαία πειράματα, όπως ο ανιχνευτής ATLAS, βασισμένοι σε αινίγματα; Η απάντηση κρύβεται στο γεγονός ότι οι επιστήμονες έχουν προτείνει τρόπους ελέγχου των αινιγμάτων της Φύσης. Αυτές οι νέες ιδέες ενσωματώνονται σε θεωρίες που προβλέπουν τα αποτελέσματα των νέων πειραμάτων. Πολλά νέα φαινόμενα οδηγούν στην παρουσία νέων σωματιδίων ή δυνάμεων. Μπορεί επίσης να προβλέπουν επιπλέον διαστάσεις. Κατόπιν διεξάγονται σε υπολογιστή προσομοιώσεις των συγκρούσεων σωματιδίων που επιτρέπουν την ανάδυση αυτών των νέων φαινομένων.

Η ανάλυση δεδομένων από προσομοίωση μπορεί να γίνει με τον ίδιο τρόπο που θα γινόταν αν τα δεδομένα ήταν πραγματικά. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα HYPATIA μπορείς να επιλέξεις τροχιές και να κατασκευάσεις μια αναλλοίωτη μάζα. Αν τα δεδομένα από προσομοίωση περιέχουν ένα βαρύ ουδέτερο σωματίδιο που ακόμα δεν έχει παρατηρηθεί, θα φανεί στο διάγραμμα της αναλλοίωτης μάζας, βέβαια σε μια τιμή αρκετά μεγαλύτερη από αυτήν του Ζ. Αυτό σημαίνει ότι η μέθοδος που ήδη χρησιμοποίησες, δηλαδή ταυτοποίηση του Ζ και υπολογισμός της αναλλοίωτης μάζας, αποτελεί ένα εξαιρετικό εργαλείο για την εξερεύνηση του Αγνώστου.