LHC juda juda kam uchraydigan zarra parchalanishini aniqladi
Batafsil
Super Abril
super.abril.com.br

LHC juda juda kam uchraydigan zarra parchalanishini aniqladi

Biz sezib oladigan va ushlab turadigan hamma narsa, hayvonlardan tortib yulduzlarga qadar, fundamental jihatdan ikkita subatomik tarkibiy qismdan tashkil topgan: atom yadrolarini tashkil etuvchi kvarklar va yadro atrofidagi manfiy elektr zaryadli bulutlarni hosil qiluvchi elektronlar. Bundan tashqari, chiroqlar va Wi-Fi kabi texnologiyalarga muhim boʻlgan yorugʻlikning asosiy birligi boʻlgan fotonlar kabi boshqa zarralar mavjud. Neytronlar esa deyarli aniqlanishi mumkin boʻlmagan mavjudlikka ega boʻlib, inson tanasini doimiy ravishda oʻtib, hech qanday taʼsir koʻrsatmaydi.

Hozirda bu zarralar mavjud eng kichik tushunchalar, haqiqatning birinchi elementlari hisoblanadi va hozirgi bilimlar boʻyicha ularni boʻlaklarga ajratish imkonsizdir. Biroq, Koinotning ushbu qurilish bloklarining tartibi noyob xususiyatlarga ega.

Atomlarni tashkil etuvchi kvarklar ikki toifaga boʻlinadi, ular up va down deb nomlanadi. Garchi «yuqori» va «pastki» atamalari norasmiy laqablar boʻlsa-da, ular kvant kontekstida maʼno bermaydi. Jami oltita turdagi kvark mavjud: up va down, shuningdek charm va top (up dan ogʻir) hamda strange va bottom (down dan ogʻir).

Top kvarki up kvarkidan 85 ming barobar ogʻir boʻlishi bilan ajralib turadi va bu uni Standart modeldagi eng ogʻir zarra qiladi. Kvarklarning bu keng oilasi boʻlsa-da, mavjudlarning katta qismi biz atrofimizdagi moddani tashkil etuvchi up va down turlari bilan tashkil topgan.

Bu kvarklar Katta Hadron Kollayneri (LHC)da oʻtkazilgan sinovlarda kabi ekstremal sharoitlarda kuzatiladi, bu dunyodagi eng katta zarralar akseleratori. Ushbu uskunaning Frantsiya va Shveytsariya chegarasida joylashgan 27 km uzunlikdagi yer osti halqasi mavjud. Zarralar orasidagi toʻqnashuv gʻayritabiiy tushuncha, masalan, bottom kvarki natijasida yakunlanganda, u milliarddan bir qism sekund davomida saqlanib qoladi va keyin «parchalanish» deb ataladigan jarayonni boshdan kechirib, boshqa zarralarni hosil qiladi.

Kvarklar hech qachon yolgʻiz paydo boʻlmaydi; ular uchliklar (atomlarni tuzuvchi protonlar va neytronlardagi kabi) yoki juftlar holatida paydo boʻladi. Bu juftlardan biri bottom kvark va down kvarkdan tashkil topgan B0 mezoni hisoblanadi (ularning bir komponenti antimoddadan iborat boʻlishi mumkin). Odatiy holatda, bu mezon parchalanayotganda, u sezilarli ahamiyatga ega boʻlmagan oddiy zarralarga ajralib ketadi. Biroq, baʼzan u muon juftiga, yaʼni taxminan 200 marta ogʻirroq elektronlarga oʻxshash zarralarga aylanadi, bu hodisa juda kam uchraydi, har 10 milliard hodisada bitta.

Fiziklar bu gʻayritabiiy hodisani 1984 yildan beri qayd etishga harakat qilishmoqda. Birinchi tasdiqlash oʻtgan seshanba kuni (3-kun) LHCni ishga tushiradigan Yevropa laboratoriyasi CERNda taqdim etildi. Agar tasdiqlansa, bu aniqlash hozirgacha qayd etilgan eng kam uchraydigan zarra parchalanishi boʻladi.

Natija kollaynerning toʻrtta yirik detektoridan biri boʻlgan LHCb dan kelib chiqqan. Ushbu signalni aniqlash uchun Cambridge universiteti tomonidan Harry Cliff boshchiligidagi taxminan 20 tadqiqotchi jamoasi 2011 yildan 2018 yilgacha yigʻilgan maʼlumotlarni 2024 va 2025 yillardagi yangi maʼlumotlar toʻplami bilan boyitdi. Ushbu yangi maʼlumotlar toʻplami detektorni besh baravar tezroq maʼlumotlarni ushlab olishga imkon bergan yangilanishdan soʻng olingan boʻlib, milliardlab toʻqnashuvlardagi shovqinni filtrlash uchun mashinaviy oʻrganish algoritmalaridan foydalanildi.

Aniqlash statistik jihatdan 3,2 sigma ahamiyatga ega ekanligi muhim. Bu shuni anglatadiki, signal faqat tasodif, yaʼni hodisani simulyatsiya qiluvchi maʼlumotlardagi oʻzgarish boʻlish ehtimoli taxminan 1/1500 ni tashkil qiladi. Past tuyulsa-da, zarra fizikasida kashfiyot faqat 5 sigma dan boshlab mustahkamlanadi, bu esa taxminan 3,5 millionda bitta imkoniyatga teng. Shu sababli, tadqiqotchilar «kashfiyot» oʻrniga «dalil» atamasidan foydalanadilar va ish hali boshqa olimlar tomonidan koʻrib chiqilishi kutmoqda.

Hodisa kam uchragan boʻlsa-da, barcha maʼlum zarralarni tavsiflovchi nazariya boʻlgan Standart model ushbu parchalanish chastotasini aniq bashorat qiladi. Detektorlar tomonidan bashorat qilinganlardan chetga chiqish modeldagi xato borligini koʻrsatadi va yangi ilmiy sirga ishora qiladi. Bu kam ishlatiladigan yoʻlga oʻxshatiladi: agar kutilmaganda yuqori trafik hajmi qayd etilsa, bu xaritaga kiritilmagan kirishlar mavjudligini bildiradi.

Bu nomaʼlum zarralar «zeptoverso» deb nomlangan miqyosda joylashgan boʻlishi mumkin, bu zeptometr darajasidagi masofalar domenidir, bu esa bir trilliondan bir milliard metrga teng. LHC taxminan 100 zeptometr masofalarni tekshirish imkonini bersa, bunday kam uchraydigan parchalanish yanada chuqurroq tadqiqotga imkon beradi, masalan, kirish mumkin boʻlmagan xonani tinglash kabi. Bu darajalarda, qorongʻu moddaning tabiati va Koinotdagi modda va antimoddaning noaniqligi kabi fundamental fizikani tushuntiruvchi savollarga javoblar saqlanib qolishi mumkin.

Hozirda Standart model muammolarga ega emas, chunki parchalanish belgilangan tenglamalarga amal qiladi. Biroq, bu tasdiqlash ham qiymatli, chunki u yangi fizika mavjud boʻlishi mumkin boʻlgan ehtimollarni yoʻqotishga yordam beradi. LHCb 2030-yillarning boshigacha maʼlumot yigʻishda davom etadi va kelajakdagi yangilanish yigʻish tezligini oʻn baravar oshirishi mumkin. Keyinchalik, kutish LHCning merosbogʻi ustiga tushadi, u esa bir necha oʻn yillar ichida ishga tushishi kerak. Balki aynan shu zeptoverso yerda Koinot nima uchun juda cheklangan foydalanishdagi kvarklarni ishlab chiqarganligi haqidagi savolga javob yashiringan boʻlishi mumkin, bu esa fiziklar hali bilmaydigan, ammo yaqin orada oshkor boʻlishi mumkin.

Oʻxshash hikoyalar

LUX-ZEPLIN eksperimenti qora modda mavjudligini koʻrsatishi mumkin boʻlgan anomaliya toʻqnashuvini aniqladi
Batafsil
super.abril.com.br

LUX-ZEPLIN eksperimenti qora modda mavjudligini koʻrsatishi mumkin boʻlgan anomaliya toʻqnashuvini aniqladi

Koinotdagi barcha koʻrinadigan va seziladigan obʼektlar, jurnallardan tortib yulduzlarga qadar, shunday deb ataladigan barion moddasidan tashkil topgan, ammo u kosmosdagi barcha moddaning faqat 15% ni tashkil etadi. Qolgan 85% esa koʻrinmaydigan va aniqlab boʻlmaydigan modda boʻlgan qora moddadir – uning mavjudligi faqat gravitatsion taʼsiri orqali maʼlum.

Mashhur gipotezalardan biri qora modda WIMPʼlardan iborat deb taxmin qiladi, bu 'zaif oʻzaro taʼsir qiluvchi massiv zarralar' degan maʼnoni anglatadi. Bu zarrachalar nazariy tuzilma boʻlib, hozirgacha ular aniqlanmagan. Biroq, agar ular mavjud boʻlsa, ular fiziklarga WIMPning atomlarimizni tashkil etuvchi protonlar va neytronlar kabi oddiy zarrachalar bilan qanday toʻqnashishi haqida bashorat qilish imkonini beradigan maʼlum bir xususiyatlarga ega boʻlishi kerak.

Elementlar davriy jadvalidagi nomzodlar orasida xenon gazining bir qator xususiyatlari uni WIMPlarni aniqlash uchun moslashtiradi. Shu sababli, AQShda oʻtkazilayotgan LUX-ZEPLIN eksperimenti -100 ºC haroratda 1,5 km chuqurlikdagi kamerada 7 tonna suyuq xenon ishlatadi. Ushbu past haroratda xenon suvdan uch marta zichroq boʻladi, bu esa atom darajasida juda zich muhit yaratadi va suvsiz WIMPning nimadir bilan toʻqnashishi ehtimolini oshiradi.

2023-yil iyun oyida LZ nomaʼlum manbalar bilan tushuntirish qiyin boʻlgan toʻqnashuvni qayd etdi. Bu WIMP boʻlishi mumkinmi? 220 kunlik maʼlumotlarni tahlil qilgandan soʻng, jamoa ushbu voqea odatiy tushuntirishga ega boʻlish ehtimolini faqat 0,5% deb baholadi. Garchi bu qora moddaning yakuniy tasdiqi uchun yetarli boʻlmasa ham, bu eksperiment tomonidan bildirilgan eng ishonchli ishora boʻldi va ilmiy hamjamiyatda katta qiziqish uygʻotdi. Bunday kashfiyotlarni tekshirish juda diqqatli amalga oshiriladi va bu kashfiyot faqat joriy yilning sentyabr oyida nashr etildi.

Yer yuzidan 2,4 milliard yorugʻlik yili masofadagi kosmik portlash atmosferaga taʼsir qilgan boʻlishi mumkin
Batafsil
olhardigital.com.br

Yer yuzidan 2,4 milliard yorugʻlik yili masofadagi kosmik portlash atmosferaga taʼsir qilgan boʻlishi mumkin

Intensiv kosmik portlash, BOAT (The Brightest of All Time) deb nomlangan, 2022-yil 9-oktabrda sodir boʻldi va Yerga ionosferani, atmosferaning bir qatlami, oʻzgartirish qobiliyatiga ega radiatsiya toʻlqini yetkazdi. Bu hodisa astronomlar diqqatini tortdi va uning planetaga haqiqiy taʼsiri haqida muhokamalarni davom ettirmoqda.

Bu hodisa GRB 221009A sifatida aniqlangan va galaktik miqyosdagi eng kuchli energiya chiqishlaridan biri boʻlgan gamma-toʻlqinli portlashlar (GRB) toifasiga kiradi. Ular juda massiv yulduzlar qulab, qora tuynuk hosil qilganda va yorugʻlik tezligiga yaqin tezlikdagi zarracha jetlarini chiqarilganda yuzaga keladi.

Baholashlar boʻyicha, bu voqea Yerda soʻnggi oʻn ming yil ichida kuzatilgan eng yorqin hodisa boʻlishi mumkin edi. NASA maʼlumotlariga koʻra, portlash shunchalik kuchli boʻlganki, turli kosmik apparatlardagi gamma nurlari detektorlarini vaqtinchalik haddan tashqari yukladi.

Misollaridan biri NASAning Fermi kosmik teleskopi boʻldi. Observatoriyaning ikki asbobi — Gamma-toʻlqinli portlash monitori (GBM) va Katta hudud teleskopi (LAT) — hodisaning eng intensiv paytlarida nurlanishni qayd etishda cheklovlarga duch keldi.

Yevropa kosmik agentligining (ESA) Xalqaro gamma-nurlari astrofizikasi laboratoriyasiga tegishli INTEGRAL missiyasi ham BOATdan zarar koʻrdi. Ispaniyadagi Andalusiya astrofizika instituti tomonidan olib borilgan va 2024-yilda Astronomy & Astrophysics jurnalida nashr etilgan tadqiqot shuni koʻrsatdiki, olingan nurlanish Anti-koʻrishuv qalqonini (ACS) va Past energiyali gamma-nurlari tasvirlovchisi (ISGRI) detektorlarining bir qismini toʻldirish uchun yetarli edi, bu esa portlash paytida maʼlumotlarni yigʻishni yomonlashtirdi.

Bu muammoni bartaraf etish uchun tadqiqotchilar INTEGRALning boshqa bir detektori — Mikrokalorimetrdan (MCAL) maʼlumotlardan foydalanishdi, u toʻldirish taʼsiriga uchramagan. Bundan tashqari, ular Merkuriya tomon yoʻnaltirilgan Yevropa zondi BepiColombo maʼlumotlariga murojaat qilishdi, u portlashni Merkuriya gamma va neytron nurlari spektrometri (MGNS) yordamida qayd etdi. Ushbu qurilma 280 dan 460 kilroelektronvolt gacha boʻlgan energiya diapazonidagi nurlanishni aniqlab, taxminan 6,6 daqiqa davom etgan impuls ketma-ketligini qayd etdi.

Olimlar boshqa INTEGRAL detektorlari haddan tashqari yuklangan paytlarda portlash intensivligini baholash uchun ikkita kosmik apparatdagi oʻlchovlarni birlashtirdilar. Bu taqqoslash bevosita oʻlchanmagan signallarning bir qismini tiklash imkonini berdi.

Radiatsiyaning istisno darajasiga qaramay, kosmik apparatlarning doimiy jismoniy shikastlanishi belgilanmadi; muammo detektorlarning vaqtinchalik haddan tashqari yuklanishi edi, bu esa baʼzi oʻlchovlarga taʼsir qildi.

Birinchi signal barcha dunyo vaqti boʻyicha Fermi GBM instrumenti tomonidan 13:16:59 da qayd etildi. Neil Gehrels Swift observatoriyasi kabi boshqa kosmik qurilmalar ham ushbu nurlanishni aniqladilar. Kuzatuvlarning kombinatsiyasi turli toʻlqin uzunliklarida hodisani oʻrganishga va dastlabki portlashdan keyingi nurlanishni kuzatishga imkon berdi.

Maʼlumotlar portlashning Yerdan taxminan 2,4 milliard yorugʻlik yili masofadagi uzoq galaktikada sodir boʻlganini koʻrsatdi, garchi bu masofa qoʻllaniladigan kosmologik oʻlchash usuliga qarab oʻzgarishi mumkin. Bunday ulkan masofani bosib oʻtganiga qaramay, radiatsiya Yerga atmosferada aniqlanadigan taʼsirlar keltirib chiqarish uchun yetarli intensivlikda yetib keldi.

2025-yilda nashr etilgan spektral oʻlchov taxminan 745 megaparsek yorugʻlik masofasini baholadi, bu taxminan 2,43 milliard yorugʻlik yilga teng. Ionosfera — bu 50 va 1000 kilometr balandliklar orasida joylashgan atmosfera hududi. Unda quyosh nurlanishi va boshqa energiya manbalari atomlar va molekulalardan elektronlarni tashlaydi, zaryadlangan zarrachalarni hosil qiladi. Bu oʻzgarishlar radio toʻlqinlarining tarqalishiga taʼsir qiladi va ilmiy asboblar tomonidan aniqlanishi mumkin.

2025-yil noyabr oyida Geophysical Research Letters jurnalida nashr etilgan tadqiqot portlash past ionosferadagi, 50 dan 90 kilometrgacha boʻlgan balandlikdagi elektron zichligini oshirganligi haqida dalillarni taqdim etdi. Tadqiqotchilar chaqaloqlar sababli radio toʻlqinlarining tarqalish tezligidagi oʻzgarishlarni sezishdi. Bu buzilish taxminan 40 daqiqa davom etdi.

Jamoa shuningdek, monitoring usullari oʻrtasidagi farqlarni aniqladi: baʼzi oʻlchovlar radiatsiya oʻtishi bilan bogʻliq signallarni koʻrsatgan, boshqalari esa, masalan, Shuman rezonanslari kuzatuvlari, aniq oʻzgarishlarni namoyish etmadi. Natijalar portlash ionosferaning odatda quyosh boʻronlari paytida kuzatiladiganidan farqli oʻlaroq, maxsus reaksiyaga sabab boʻlganini koʻrsatdi.

Biroq, ushbu yil may oyida ilmiy maqolalar preprint repozitoriyasi arXiv da joylashtirilgan tadqiqot BOATga avval yuklangan boshqa oʻzgarishlarni qayta koʻrib chiqdi. Mualliflar turli balandliklardagi maʼlumotlarni tahlil qilib, satelitlar oʻlchovlaridagi baʼzi anomaliyalar, elektron tarkibi va ekvatorial elektr tsikulyatsiyasidagi holatlar tabiiy sharoitlar va vositalarning cheklovlari bilan izohlanishi mumkin deb xulosa qilishdi. Ish umumiy elektron tarkibidagi uygʻun oʻsishni topmadi, uni toʻgʻridan-toʻgʻri portlash bilan bogʻlashi mumkin edi. Mualliflar shuningdek, maʼlum yoritish sharoitlarida muntazam ravishda sodir boʻladigan yoki hatto voqea boshlanishidan oldin boshlangan oʻzgarishlarni aniqladilar. Matn hali hakimlikdan oʻtish kutayotgani uchun, uning xulosalari mustaqil ilmiy baho kontekstida koʻrib chiqilishi kerak.

Paraiban astronomiya assotsiatsiyasi (APA) prezidenti, Braziliya astronomiya jamiyati (SAB) aʼzosi, Braziliya meteor kuzatuv tarmogʻining (BRAMON) texnik direktori va Olhar Digital ustunlikdagi Markselu Zurita shunday dedi: bu tadqiqot BOAT faktiga yoki Andalusiya astrofizika instituti detektorlari tomonidan qayd etilgan maʼlumotlarga shubha solmaydi.

Mutaxassis tushuntirdi: «U ushbu GRB ning, shuningdek, 2025-yilgi maqolada boshqa gamma-toʻlqinli portlashlarning Yer ionosferasiga taʼsirini inkor etadi». U qoʻshimcha qildi: «Bu portlashlarning atmosferaga taʼsir qilish qobiliyati ilmiy hamjamiyatda koʻp yillar davomida muhokama qilinib kelmoqda. Shu tariqa, bu tadqiqot bu polemikani yakuniy hal qilishi mumkin. Agar eng kuchli gamma-toʻlqinli portlash bizning ionosferamizda sezilarli taʼsirlar keltirib chiqarmaganligi isbotlansa, hech bir boshqasi buni qila olmasligini xulosa qilishimiz mumkin».

Bu voqea astronomiya uchun muhim ahamiyatga ega boʻlib qolmoqda, chunki u galaktik tashqari portlashlarning Yer muhiti bilan oʻzaro taʼsirini oʻrganishga yordam beradi. Tadqiqotlar shuningdek, kosmik hodisalar taʼsirini tabiiy atmosferaviy tebranishlardan ajratish uchun turli vositalardan va mustaqil tahlillardan foydalanish zarurligini koʻrsatadi.

Olim olimlar Oyda Marius Hills atrofidagi 50 km uzunlikdagi yer osti tunneli belgilarini aniqladilar
Batafsil
www.aajtak.in

Olim olimlar Oyda Marius Hills atrofidagi 50 km uzunlikdagi yer osti tunneli belgilarini aniqladilar

Yaponiya kosmik agentligi JAXA olimlari Oyning Marius Hills atrofidagi hududida taxminan 50 kilometr uzunlikdagi yer osti tunneli mavjudligining belgilarini aniqladilar. Bu maʼlumot Kaguya orbiter apparati tomonidan yigʻilgan radar maʼlumotlarini tahlil qilish natijasida olingan. Tadqiqotchilar bu tunnellar mavjud boʻlsa, kelajakda uni Oyda insonlar yashashi uchun ishlatish mumkin deb hisoblaydilar.

Oyda Yerga xos atmosfera va ob-havo sharoitlari yoʻq. Kosmik zararli nurlar, mayda meteoritlar va haroratning keskin oʻzgarishi taʼsirining xavfi mavjud. Yer osti tunneli bu tahdidlardan himoyalanishga yordam berishi mumkin. Biroq, hozircha ushbu tunnellar haqida toʻliq maʼlumot yoʻq va insonning ichida qanday xavfsiz yashashi kerakligini aniqlash lozim.

2009 yilda Kaguya orbiter apparati Oy suratlari qildi, ularda Marius Hills atrofida Marius Hills Hall deb nomlangan katta krater kuzatildi. Ushbu krater taxminan 50 metr kenglikda va 50 metr chuqurlikda baholandi. Ushbu Oy hududi Yerdan koʻrinadigan qismda joylashgan. Olimlar bu krater katta yer osti tunnelining ochiq qismi boʻlishi mumkin deb gumon qilishdi, shuning uchun ular Oy yuzasining ostidagi katta boʻshliqlar bor-yoʻqligini tekshirish uchun radar maʼlumotlarini tekshirdilar.

Kaguya orbiter apparatida Lunar Radar Sounder (LRS) asbobi oʻrnatilgan boʻlib, u radar signallarini Oy yuzasiga yoʻnaltirardi. Bu signallar qaytib kelib, olimlarga yuzaning ostidagi tuzilmani tushunishga yordam berdi. 2017 yilda Geophysical Research Letters ilmiy jurnalida olimlar katta yer osti boʻshliqlari mavjudligi ehtimolini koʻrsatuvchi signallarni tasvirlagan maqola chop etilgan. Ushbu maʼlumotlarga asoslanib, taxminan 50 kilometr uzunlikdagi lava trubasi mavjudligi gipotezasi ilgari surilgan. Shunga qaramay, radarning cheklovlari tufayli tunnelning har bir qismini koʻrib chiqish imkonsiz edi, shuning uchun uning toʻliq uzunligi va tuzilishini tasdiqlash uchun qoʻshimcha tadqiqotlar zarur.

Olimlarning fikricha, Oyda juda uzoq vaqt oldin vulkan portlashlari sodir boʻlgan, undan issiq lava oqib chiqqan. Lava oqishi toʻxtaganda, uning tashqi qismi sovib qattiqlashgan, ammo ichki, issiqroq lava oldinga harakatlanib, uzoq yer osti tunneliga oʻxshash boʻshliq hosil qilgan. Bunday tuzilmalar lava trubalari deb ataladi. Marius Hills atrofida vulqon faoliyati natijasida hosil boʻlgan koʻplab tuzilmalar mavjud. Olimlar bu tunnel taxminan 3,5 milliard yoshli boʻlishi mumkin deb taxmin qilishadi va uni oʻrganish Oyning qadimgi tarixini yaxshiroq tushunishga yordam beradi.

Insonlar Oyda uzoq muddat yashashi uchun xavfsiz zona juda muhim. Zararli kosmik nurlar va mayda meteoritlardan himoyalanish qiyin. Yer osti tunneli bu omillardan himoya qilishni taʼminlashi, shuningdek, haroratning keskin oʻzgarishlarining taʼsirini kamaytirishi mumkin. Olimlar bunday joylarda suv yoki muz belgilari topilishi mumkin deb umid qilishmoqda, lekin hozircha bu tunnelda suv yoki muz mavjudligiga dalillar yoʻq. Endi olimlar tunnelning oʻlchamini va uning tomoni hamda devorlarining mustahkamligini aniqlashlari kerak. Faqat shu paytdan soʻnggina bu joy insonlar uchun yashashga mos keladimi, qaror qabul qilinishi mumkin. Agar kelajakdagi tadqiqotlar bu farazlarni tasdiqlasa, bu tunnel kelajakda Oydagi insonlar uchun panoh boʻlishi mumkin. Hozirda bu kashfiyot Oyning yer osti fazolarini tushunishda muhim qadam hisoblanadi.

Mashhur