Ciamar a gheibh thu a-mach às an t-suidheachadh ann am fiosaig?
Cosgaidh inneal-losgaidh gràin an ath ghinealach billeanan dolar. Tha planaichean ann innealan mar seo a thogail san Roinn Eòrpa agus ann an Sìona, ach tha luchd-saidheans a’ ceasnachadh a bheil seo a’ dèanamh ciall. Is dòcha gum bu chòir dhuinn coimhead airson dòigh ùr air deuchainneachd agus rannsachadh a bheir gu adhartas ann am fiosaig?
Tha am Modail Coitcheann air a dhearbhadh a-rithist agus a-rithist, a 'gabhail a-steach an Large Hadron Collider (LHC), ach chan eil e a' coinneachadh ris a h-uile dùil a thaobh fiosaig. Chan urrainn dha dìomhaireachdan a mhìneachadh leithid cùis dhorcha agus lùth dorcha a bhith ann, no carson a tha tromachd cho eadar-dhealaichte bho fheachdan bunaiteach eile.
Ann an saidheans gu traidiseanta a’ dèiligeadh ri leithid de dhuilgheadasan, tha dòigh ann na barailean sin a dhearbhadh no a dhiùltadh. cruinneachadh dàta a bharrachd - anns a 'chùis seo, bho nas fheàrr teileasgopan agus microscopes, agus' s dòcha bho gu tur ùr, fiù 's nas motha super bumper cruthaichidh sin cothrom faighinn a-mach mìrean supersymmetric.
Ann an 2012, dh’ainmich Institiud Fiosaig Àrd-lùth Acadamaidh Saidheansan Shìona plana airson sàr-chunntair a thogail. Air a phlanadh Inneal-bualadh dealanach positron (CEPC) bhiodh cuairt-thomhas de mu 100 km aige, cha mhòr ceithir tursan nas àirde na an LHC (1). Mar fhreagairt, ann an 2013, dh’ ainmich gnìomhaiche an LHC, i.e. CERN, am plana aca airson inneal bualadh ùr ris an canar Inneal-losgaidh cearcallach san àm ri teachd (FCC).
1. Coimeas meud de na luathadairean CEPC, FCC agus LHC san amharc.
Ach, tha luchd-saidheans agus innleadairean a’ faighneachd an fhiach na pròiseactan sin an tasgadh mòr. Chàin Chen-Ning Yang, a bhuannaich Duais Nobel ann am fiosaig mìrean, an rannsachadh airson comharran saobh-chothromachd a’ cleachdadh supersymmetry ùr o chionn trì bliadhna air a’ bhlog aige, ag ràdh gur e “geama tomhais” a bh’ ann. Tomhais gu math daor. Thog mòran de luchd-saidheans ann an Sìona e, agus san Roinn Eòrpa, bhruidhinn luchd-solais saidheans san aon spiorad mu phròiseact FCC.
Chaidh seo aithris do Gizmodo le Sabine Hossenfelder, fiosaig aig an Institiud airson Sgrùdadh Adhartach ann am Frankfurt. -
Luchd-breithneachaidh phròiseactan a chruthachadh nas cumhachdaiche colliders fa-near gu bheil an suidheachadh a tha eadar-dhealaichte bho nuair a chaidh a thogail. Bha fios aig an àm gun robh sinn fiù 's a' sireadh Bogs Higgs. A-nis chan eil na h-amasan cho soilleir. Agus tha an t-sàmhchair ann an toraidhean dheuchainnean a rinn an Large Hadron Collider air ùrachadh gus gabhail ri lorg Higgs - gun cho-dhùnaidhean adhartach bho 2012 - rudeigin ominous.
A bharrachd air an sin, tha fìrinn aithnichte, ach is dòcha nach eil uile-choitcheann tha a h-uile dad a tha fios againn mu thoraidhean dheuchainnean aig an LHC a’ tighinn bhon mhion-sgrùdadh dìreach mu 0,003% den dàta a fhuaireadh an uairsin. Cha b’ urrainn dhuinn barrachd a làimhseachadh. Chan urrainnear a chuir a-mach gu bheil na freagairtean do na ceistean mòra fiosaigs a tha gar tàladh mar-thà anns an 99,997% nach do bheachdaich sinn. Mar sin is dòcha nach fheum thu uimhir airson inneal mòr agus daor eile a thogail, ach dòigh a lorg airson tòrr a bharrachd fiosrachaidh a sgrùdadh?
Is fhiach beachdachadh air, gu sònraichte leis gu bheil fiosaigs an dòchas eadhon barrachd a chuir a-mach às a’ chàr. Cumaidh ùine downt dà-bhliadhna (ris an canar) a thòisich o chionn ghoirid am bualadh neo-ghnìomhach gu 2021, a’ ceadachadh cumail suas (2). Tòisichidh e an uairsin ag obair aig lùths co-chosmhail no beagan nas àirde, mus tèid e tro ùrachadh mòr ann an 2023, le crìochnachadh clàraichte airson 2026.
Cosgaidh an ùrachadh seo billean dolar (saor an taca ri cosgais dealbhaichte an FCC), agus is e an t-amas aige rud ris an canar a chruthachadh. Àrd Luminosity-LHC. Ro 2030, dh’ fhaodadh seo àrdachadh a dheich uiread an àireamh de thubaistean a bhios càr a’ dèanamh gach diog.
2. Obair càraidh air an LHC
's e neutrino a bh' ann
Is e aon de na mìrean nach deach a lorg aig an LHC, ged a bha dùil gum biodh WIMP (-lag eadar-obrachadh mìrean mòra). Is e mìrean trom beachd-bharail a tha seo (bho 10 GeV / s² gu grunn TeV / s², fhad ‘s a tha tomad proton beagan nas lugha na 1 GeV / s²) ag eadar-obrachadh le stuth faicsinneach le feachd a tha coltach ris an eadar-obrachadh lag. Mhìnicheadh iad tomad dìomhair ris an canar cùis dhorcha, a tha còig tursan nas cumanta anns a’ chruinne-cè na cùis àbhaisteach.
Aig an LHC, cha deach WIMPan a lorg anns an 0,003% sin den dàta deuchainneach. Ach, tha dòighean nas saoire ann airson seo - mar eisimpleir. Deuchainn XENON-NT (3). Ann an sloc mòr eile de xenon, LZ ann an Dakota a Deas, tòisichidh an sgrùdadh cho tràth ri 2020.
Canar deuchainn eile, a tha a’ toirt a-steach lorgairean leth-chonnsair ultracold supersensitive SuperKDMS SNOLAB, tòisichidh iad a’ luchdachadh suas dàta gu Ontario tràth ann an 2020. Mar sin tha an cothrom mu dheireadh “losgadh” air na mìrean dìomhair sin anns na 20n den XNUMXmh linn a’ dol am meud.
Chan e wimps an aon tagraiche cùis dorcha a tha luchd-saidheans às deidh. An àite sin, faodaidh deuchainnean mìrean eile a thoirt gu buil ris an canar axions, nach fhaicear gu dìreach mar neutrinos.
Tha e glè choltach gum buin an ath dheich bliadhna do lorgaidhean co-cheangailte ri neutrinos. Tha iad am measg nam mìrean as pailte anns a’ chruinne-cè. Aig an aon àm, aon den fheadhainn as duilghe a sgrùdadh, leis gu bheil neutrinos ag eadar-obrachadh gu math lag le cùis àbhaisteach.
Tha fios aig luchd-saidheans o chionn fhada gu bheil a’ ghràin seo air a dhèanamh suas de thrì blasan ris an canar eadar-dhealaichte agus trì stàitean mòra eadar-dhealaichte - ach chan eil iad dìreach a rèir blasan, agus tha gach blas na mheasgachadh de thrì stàitean mòra mar thoradh air meacanaig cuantamach. Tha an luchd-rannsachaidh an dòchas faighinn a-mach dè an fhìor bhrìgh a tha aig na tomadan sin agus an òrdugh anns a bheil iad a’ nochdadh nuair a thèid an cur còmhla gus gach cùbhraidh a chruthachadh. Deuchainnean mar CATRAIN sa Ghearmailt, feumaidh iad an dàta a tha riatanach a chruinneachadh gus na luachan sin a dhearbhadh anns na bliadhnaichean ri teachd.
3. Modail lorgaire XENON-nT
Tha feartan neònach aig neutrinos. A 'siubhal san fhànais, mar eisimpleir, tha coltas gu bheil iad a' gluasad eadar blasan. Eòlaichean bho Amharclann Jiangmen Underground Neutrino ann an Sìona, a thathar an dùil tòiseachadh a’ cruinneachadh dàta mu neutrinos a chaidh a leigeil a-mach bho ionadan cumhachd niuclasach faisg air làimh an ath-bhliadhna.
Tha pròiseact den t-seòrsa seo ann Super Kamiokande, tha beachdan ann an Iapan air a bhith a’ dol airson ùine mhòr. Tha na SA air tòiseachadh air na làraich deuchainn neutrino aca fhèin a thogail. LBNF ann an Illinois agus deuchainn le neutrinos aig doimhneachd DUINE ann an Dakota a Deas.
Thathas an dùil gun tòisich am pròiseact LBNF / DUNE maoinichte ioma-dùthcha $ 1,5 billean ann an 2024 agus gum bi e làn ghnìomhach ro 2027. Am measg dheuchainnean eile a chaidh an dealbhadh gus dìomhaireachdan neutrino fhuasgladh tha AIRE, aig Saotharlann Nàiseanta Oak Ridge ann an Tennessee, agus prògram neutrino bun-loidhne goirid, ann am Fermilab, Illinois.
Ann an tionndadh, anns a 'phròiseact Uirsgeul-200, An dùil fosgladh ann an 2021, thèid sgrùdadh a dhèanamh air iongantas ris an canar lobhadh beta dùbailte neutrinoless. Thathas a’ gabhail ris gu bheil dà neutron bho niuclas dadam aig an aon àm a’ crìonadh gu protonaichean, agus gach fear dhiubh a’ cuir a-mach dealanan agus , a’ tighinn an conaltradh ri neutrino eile agus a’ cur às dha.
Nam biodh an leithid de fhreagairt ann, bheireadh e seachad fianais gur e neutrinos an antimatter aca fhèin, a’ dearbhadh gu neo-dhìreach teòiridh eile mun chruinne-cè tràth - a’ mìneachadh carson a tha barrachd cùis ann na antimatter.
Tha luchd-fiosaig cuideachd airson coimhead mu dheireadh air an lùth dhìomhaireachd dorcha a tha a’ dol a-steach don fhànais agus ag adhbhrachadh leudachadh air a’ chruinne-cè. Speactroscopaidh lùth dorcha Cha do thòisich an inneal (DESI) ag obair ach an-uiridh agus tha dùil gun tèid a chuir air bhog ann an 2020. Teileasgop suirbhidh Synoptach mòr ann an Chile, air a phìleatadh leis an National Science Foundation / Roinn Cumhachd, bu chòir prògram rannsachaidh làn-chuimseach a’ cleachdadh an uidheamachd seo tòiseachadh ann an 2022.
Air an taobh eile (4), a bha gu bhith na thachartas den deichead a dh’ fhalbh, mu dheireadh gu bhith na ghaisgeach an fhicheadamh ceann-bliadhna. A bharrachd air na rannsachaidhean a tha san amharc, cuiridh e ri sgrùdadh lùth dorcha le bhith a’ cumail sùil air galaxies agus na h-uinneanan aca.
4. Sealladh air Teileasgop Sheumais Webb
Dè tha sinn gu bhith a’ faighneachd
Ann an seagh cumanta, cha bhith an ath dheich bliadhna ann am fiosaig soirbheachail ma tha sinn deich bliadhna bho seo a-mach a’ faighneachd na h-aon cheistean gun fhreagairt. Bidh e tòrr nas fheàrr nuair a gheibh sinn na freagairtean a tha sinn ag iarraidh, ach cuideachd nuair a thig ceistean gu tur ùr, oir chan urrainn dhuinn cunntadh air suidheachadh anns am bi fiosaig ag ràdh, "Chan eil barrachd cheistean agam," a-riamh.
