E faʻafefea ona alu ese mai se faʻalavelave mate i le fisiki?

O le isi augatupulaga o le particle collider o le a tau piliona tala. O loʻo i ai fuafuaga e fausia ia masini i Europa ma Saina, ae masalosalo saienitisi pe talafeagai lenei mea. Masalo e sili atu ona tatou vaʻavaʻai mo se auala fou o faʻataʻitaʻiga ma suʻesuʻega e oʻo atu ai i se faʻalavelave i le fisiki? 

O le Faʻataʻitaʻiga Faʻataʻitaʻiga ua faʻamaonia i le tele o taimi, e aofia ai i le Large Hadron Collider (LHC), ae e le o ola e tusa ai ma faʻamoemoega uma o le fisiki. E le mafai ona faʻamatalaina mea lilo e pei o le i ai o le mea pogisa ma le malosi pogisa poʻo le mafuaaga e matua ese ai le kalave mai isi malosiaga faʻavae.

I le faasaienisi, lea e masani ona feagai ma ia faafitauli, o loʻo i ai se auala e faʻamaonia pe faʻamaonia ai nei manatu. aoina fa'amatalaga fa'aopoopo - i lenei tulaga mai telescopes sili atu ma microscopes ma, masalo, mai se fou atoatoa, e sili atu super bumper lea e maua ai se avanoa e maua ai fasimea supersymmetric.

I le 2012, na faalauiloa ai e le Institute of High Energy Physics o le Chinese Academy of Sciences se fuafuaga e fausia ai se supercounter tele. Fuafuaina Electron Positron Collider (CEPC) e tusa ma le 100 km lona faataamilosaga, toeititi fa taimi e sili atu nai lo le LHC (1). I le tali atu, i le 2013, na faʻasalalau ai e le faʻafoeina o le LHC, e pei o le CERN, lana fuafuaga e fausia se masini faʻafefe fou e taʻua. Collider Circular Collider i le lumana'i (FCC).

1. Fa'atusatusaga o lapopo'a o fa'avavevave fuafuaina CEPC, FCC ma LHC.

Ae ui i lea, e mafaufau saienitisi ma inisinia pe o nei poloketi o le a aoga le tele o tupe teufaafaigaluega. Na faitioina e Chen-Ning Yang, o se faailoga o le Nobel Prize in particle physics, le sailiga o faailoga o le supersymmetry e faaaoga ai le supersymmetry fou i se blog post i le tolu tausaga talu ai, ma faaigoaina o se "taaloga matemate." O se mate taugata tele. Na faʻalogoina o ia e le tele o saienitisi i Saina, ma i Europa, na tautala ai tagata suʻesuʻe faʻasaienisi i le agaga lava e tasi e uiga i le poloketi FCC.

Sabine Hossenfelder, o se fomaʻi i le Institute for Advanced Study i Frankfurt, na taʻu atu ia Gizmodo. –

O le au faitio o galuega faatino e fausia ai ni colliders sili atu ona malosi e matauina e ese le tulaga mai le taimi na fausia ai. O le taimi lena na iloa ai sa matou sailia Le Higgs boson. O lea la ua tau le faamalamalamaina ia sini. Ma o le le leoa i taunuuga o faʻataʻitaʻiga na faia e le Large Hadron Collider, faʻaleleia mo le suʻesuʻeina o Higgs - pe a leai se mea na tupu mai i le 2012 - e fai si mataʻutia.

E le gata i lea, o loʻo i ai se lauiloa, ae masalo e le o tagata uma, o le mea moni lena mea uma tatou te iloa e uiga i taunuuga o suʻesuʻega LHC e sau mai le suʻesuʻeina naʻo le 0,003% o faʻamaumauga na maua i lena taimi. Sa le mafai ona matou toe taulimaina. E le mafai ona faʻamaonia o tali i fesili sili o le fisiki o loʻo faʻafefe ia i tatou ua uma ona aofia i le 99,997% tatou te leʻi mafaufauina. Atonu o le mea e te manaʻomia e le o le tele o le fausiaina o se isi masini tele, taugata, ae o le sailia o se auala e faʻavasega ai le tele o faʻamatalaga?

E taua le mafaufau, aemaise lava talu ai o loʻo faʻamoemoe le fomaʻi e faʻamalosi atili mai le masini. Ole lua tausaga ole taimi ole taimi (lea e taʻua) lea na amata talu ai nei o le a taofia ai le collider e leai se aoga seia oʻo i le 2021, faʻatagaina mo le tausiga (2). Ona amata loa lea ona galue i le malosi tutusa pe sili atu le maualuga aʻo leʻi faia se faʻaleleia tele i le 2023, faʻatasi ai ma le maeʻa faʻatulagaina mo le 2026.

O lenei fa'aonaponei o le a tau ai le tasi piliona tala (taugofie pe a fa'atusatusa i le tau fuafuaina o le FKK), ma o lona fa'amoemoe o le fatuina lea o le mea e ta'ua. Malamalama maualuga-LHC. E oo atu i le 2030, e mafai ona faateleina le numera o fetoaiga e faia e se taavale i le sekone e sefulu taimi.

2. Galuega toe faaleleia i le LHC

o se neutrino

O se tasi o vaega e leʻi maua i le LHC, e ui lava na faʻamoemoeina, o WIMP (- fegalegaleai vaivai ni vaega tetele). O vaega mamafa ia (mai le 10 GeV/s² i le tele o TeV/s², ma le mamafa o le proton e la'ititi la'ititi ifo i le 1 GeV/s²), e fegalegaleai ma mea e va'aia ma se malosi e fa'atusaina i le va'aiga vaivai. O le a latou faamatalaina le tele o mealilo e taʻua o le mea pogisa, lea e faalima ona sili atu ona taatele i le atulaulau nai lo mea masani.

E le'i maua e le LHC WIMP i lenei 0,003% o fa'amatalaga fa'ata'ita'iga. Ae ui i lea, o loʻo i ai auala taugofie mo lenei - eg. XENON-nT fa'ata'ita'iga (3), o se fagu tele o le xenon vai loloto i lalo o le eleele i Italia ma i le faagasologa o le fafagaina i totonu o se fesoʻotaʻiga suʻesuʻe. I se isi vaʻa tele o xenon, LZ i South Dakota, o le a amata le sailiga i le 2020.

O le isi faʻataʻitaʻiga, e aofia ai le ultra-sensitive ultra-cold semiconductor detectors, ua taʻua SuperKDMS SNOLAB, o le a amata la'u mai fa'amaumauga i Ontario i le amataga o le 2020. O lea la, o le avanoa mulimuli ane "pu'eina" o nei vaega lilo i le 20 ua faateleina.

E le na'o Wimps mea pogisa o lo'o sailia e saienitisi. Nai lo lena, o suʻesuʻega e mafai ona maua ai isi vaega e taʻua o axions, e le mafai ona vaʻaia saʻo e pei o neutrinos.

E foliga mai o le isi sefulu tausaga o le a pulea e suʻesuʻega e fesoʻotaʻi ma neutrinos. O i latou o ni vaega sili ona taatele i le Atulaulau. I le taimi lava e tasi, o se tasi o mea sili ona faigata e suʻesuʻe, aua neutrinos fegalegaleai matua vaivai ma mea masani.

Ua leva ona iloa e saienitisi o lenei vaega e faia i ni vaega eseese se tolu e taʻua o le tofo ma le tolu vaega eseese - ae o nei mea e le fetaui atoatoa ma tofo, ma o le tofo taitasi o se tuufaatasiga o setete tetele e tolu ona o le quantum mechanics. O loʻo faʻamoemoe le au suʻesuʻe e aʻoaʻoina le taua tonu o nei masini ma le faʻasologa o loʻo faʻaalia pe a tuʻufaʻatasia e fatu ai tofo taʻitasi. Fa'ata'ita'iga pei o CATHERINE i Siamani e tatau ona latou aoina faʻamaumauga e manaʻomia e fuafua ai nei tau i tausaga a sau.

3. XENON-nT fa'ata'ita'iga su'esu'e

Neutrinos e iai uiga uiga ese. Pe a faimalaga, mo se faʻataʻitaʻiga, i le vanimonimo, e foliga mai e faʻafefe i le va o tofo. Tagata popoto mai Jiangmen Underground Neutrino Observatory i Saina, lea e faʻamoemoe e amata aoina faʻamaumauga i luga o neutrinos e faʻaosoina e lata ane fale eletise faaniukilia i le tausaga a sau.

E i ai se ituaiga o galuega faatino faapena Super Kamiokande, o faʻamatalaga i Iapani ua faʻatinoina mo se taimi umi. Ua amata ona fausia e le Iunaite Setete ana lava nofoaga suʻega neutrino. LBNF i Ilinoi ma le faʻataʻitaʻiga ma neutrinos i le loloto DUNE i South Dakota.

O le $1,5 piliona o lo'o fa'atupeina e le tele o atunu'u o lo'o fa'atupeina e le LBNF/DUNE o lo'o fa'amoemoe e amata i le 2024 ma fa'atino atoatoa i le 2027. O isi suʻesuʻega na fuafuaina e tatala ai mea lilo o neutrinos e aofia ai AVENUE, i le Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, ma Polokalama neutrino pu'upu'u faavae, i Fermilab, Ilinoi.

I le isi itu, i le poloketi Tala-200, Fa'atulaga e tatala i le 2021, o le a su'esu'eina ai se mea e ta'ua o le neutrinoless double beta decay. E fa'apea e lua neutrons mai le nucleus o se atoma i le taimi e tasi e pala i protons, o ia mea taitasi e tuliesea ai se electron ma , e fa'afeso'ota'i ma se isi neutrino ma fa'aumatia.

Afai ei ai se tali faapena, o le a maua ai le faʻamaoniga o neutrinos o latou lava antimatter, e lagolagoina le tuusaʻo se isi manatu e uiga i le amataga o le atulaulau - faʻamatalaina pe aisea e sili atu ai mea nai lo antimatter.

E manaʻo foʻi fomaʻi e suʻesuʻe mulimuli ane le malosi pogisa lilo e ulu atu i le vateatea ma taʻitaʻia ai le faʻalauteleina o le Atulaulau. Spectroscopy malosi pogisa O le meafaigaluega (DESI) faatoa alu ola i le tausaga talu ai ma ua faʻamoemoe e alu ola i le 2020. Telescope Synoptic Survey Telescope i Chile, fa'ata'ita'iina e le National Science Foundation/Matagaluega o Malosiaga - o se polokalame su'esu'e atoatoa e fa'aogaina ai meafaigaluega e tatau ona amata ile 2022.

С другой стороны (4), lea na fuafua e avea ma mea na tupu i le sefulu tausaga talu ai, o le a iu lava ina avea ma toa o le luasefulu. I le faaopoopo atu i suʻesuʻega fuafuaina, o le a fesoasoani i le suʻesuʻeina o le malosi pogisa e ala i le matauina o galaxies ma a latou mea ofoofogia.

4. Va'aiga o le James Webb Telescope

O le a le mea o le a tatou fesili atu ai

E masani lava o le isi sefulu tausaga i le fisiki o le a le manuia pe afai e sefulu tausaga mai le taimi nei tatou te fesili ai i fesili lava e tasi e leʻi taliina. O le a sili atu le lelei pe a tatou maua tali tatou te mananaʻo ai, ae faʻapea foʻi pe a tulaʻi mai ni fesili fou atoatoa, aua e le mafai ona tatou faʻamoemoe i se tulaga e fai mai ai le fisiki, "E leai ni aʻu fesili," i taimi uma.