Näkymätön kummitus CERNin koneessa

Kuvittele rakentavasi maailman kalleimman ja ovelimman laitteen. Sitten huomaat, että jokin on asunut sen sisällä koko ajan ja sotkenut kokeitasi. Noin kävi CERNin Super Proton Synchrotronissa Sveitsissä.

Tutkijat löysivät hiljattain "resonanssikummituksen". Se on näkymätön energiamalli, joka muuttaa muotoaan kuin aave. Se häiritsee hiukkasia lähes kuusikilometrisessä kiihdyttimen renkaassa. Ja juju on tämä: selitys löytyy vain neljässä ulottuvuudessa, ei kolmessa.

Kahvikuppi opettaa fysiikkaa

Tiesitkö, että kahvin lorottaminen pöydälle on fysiikan tunti? Kävelet toimistolle kuppi kädessä, ja yhtäkkiä neste liplattaa yli reunan.

Jokainen askel synnyttää pieniä aaltoja kahviin. Ne pomppivat kupissa ja osuvat joskus täydellisesti yhteen. Silloin aallot vahvistuvat ja kaatuvat yli. Syypää ei ole sinä, vaan resonanssi.

Sama homma trampoliinilla. Kaksi lasta hyppää, ja jos ajoitus osuu nappiin, lentävät pilviin. Yksin eivät pääsisi yhtä korkealle.

CERNin kiihdyttimessä hiukkassäteet hajoavat samalla tavalla. Fotonit pomppivat renkaassa ja osuvat magneettien värähtelyihin. Säde hajoaa, hiukkaset katoavat. Fysikot kutsuvat tätä "säteen heikkenemiseksi". Tähtikahvia menee hukkaan.

Neljän ulottuvuuden salapoliisityö

Kummitus ei ole staattinen muoto. Se elää ajan myötä, joten tarvitaan neljä ulottuvuutta kuvaukseen.

Tutkijat käyttivät Poincaré-leikkausta. Se on kuin dynaamisen systeemin magneettikuvaus. Valitaan kiinteä piste vertailuksi. Sitten kartoitetaan systeemi askel askeleelta. Lopputulos on monimutkainen muoto, joka elää neljässä dimensiossa. Vain matemaatikot näkevät sen kirkkaasti.

Miksi tämä on iso juttu

Miksi välittää sveitsiläisestä renkaasta? Koska sama resonanssiongelma jarruttaa fuusiota. Tokamak-reaktoreissa plasma menettää lämpöä "kuolikohtiin". Ratkaisu voisi avata rajattoman puhtaan energian.

Nyt osataan ennustaa, missä hiukkaset kerääntyvät SPS:ssä. Insinöörit voivat suunnitella vaimentimia. Tulevat kiihdyttimet välttelevät kummituksia – säästetään miljardeja ja saadaan parempaa tiedettä.

Todellinen opetus

Parasta on, miten arkinen fysiikka linkittyy huippututkimukseen. Kahviroiskeet, trampoliinihypyt ja miljardikoneet noudattavat samoja sääntöjä.

CERN ei keksinyt uutta luonnonlakia. He vain oppivat näkemään sen paremmin – neljässä dimensiossa. Näin ymmärrämme maailmankaikkeutta hiukan enemmän.

Lähde: https://www.popularmechanics.com/science/a71268964/physicists-found-ghost-haunting-most-famous-particle-accelerator-cern