רגע האמת הגיע – האם השבוע נתבשר על פיזיקה חדשה?

אחרי כמעט שני עשורים מלווים באתגרים טכניים וכספיים, בשביעי לאפריל נשמע, אולי, בשורה מרגשת ממעבדות פרמילב שבארצות הברית.  הניסוי שהורץ בפעם השנייה הוקם כדי למדוד את המומנט המגנטי של המיואון ואם תתגלה סטייה, גם אם הקטנה ביותר, היא עשויה לרמוז על חלקיק יסודי חדש בטבע.

מכניקת הקוונטים ופיזיקת החלקיקים. איור: shutterstock
מכניקת הקוונטים ופיזיקת החלקיקים. איור: shutterstock

אחרי כמעט שני עשורים מלווים באתגרים טכניים וכספיים, בשביעי לאפריל אולי נשמע בשורה מרגשת ממעבדות פרמילב שבארצות הברית.  הניסוי שהורץ בפעם השנייה הוקם כדי למדוד את המומנט המגנטי של המיואון ואם תתגלה סטייה, גם אם הקטנה ביותר, היא עשויה לרמוז על חלקיק יסודי חדש בטבע.

הניסוי הידוע בשמו כ"מיואון g-2" הממוקם כעת במדינת אילינוי החל בכלל במדינת ניו יורק בשנת 1997. הניסוי הורץ בשתי פעימות (השנייה החלה בשנת 2001) והתוצאות הראשוניות נחשפו בשנת 2006. הממצאים שפורסמו היו מפתיעים במיוחד – המומנט המגנטי של המיואון היה מעט גדול מהמצופה. התגלית הכתה גלים בקהילה המדעית ומיד פורסמו מאמרים רבים שניסו לתאר את התופעה. על אף ההתלהבות, הוודאות לא הייתה גדולה והוחלט לבחון זאת מחדש. הניסוי שכעת רץ במדינת אילינוי בוחן בדיוק רב יותר את המומנט המגנטי כדי להקטין את האי וודאות. אם התוצאות ישחזרו את הניסוי הקודם סביר להניח שאנחנו עדים לתגלית המשמעותית ביותר בתחום החלקיקים בעשור האחרון מאז גילויו של חלקיק ההיגס.

טבעת הניסוי, קרדיט : flickr, fermilab

הראשון לזהות – המיואון

המיואון הוא חלקיק הדומה מאוד לאלקטרון, אך בעל מסה גדולה בהרבה. החלקיק הטעון חשמלית יוצר שדה מגנטי פנימי המיושר בכיוון השדות המגנטים החיצוניים. בניסוי שנערך בפרמילב, המיואונים נעים סביב טבעת בהיקף של 15 מטרים תחת שדות מגנטים הגורמים לציר המגנטי הפנימי שלהם להסתובב. ככל שהשדה המגנטי גדול יותר, מהירות הסיבוב גדולה יותר. פרופ' לי רוברטס מאוניברסיטת בוסטון שעבד בעבר בניסוי זה מספר למגזין נייצר שמטרת הניסוי היא "מדידת קצב הסיבוב של הציר המגנטי".

שמו של הניסוי אינו מורכב מאותיות או מספרים רנדומליים, g-2 מתאר את ההפרש של המומנט המגנטי, או במילים אחרות את מידת הסיבוב של הציר המגנטי ביחס לחישוב הקלאסי שלו. התרומה להפרש זה נובעת מההתנהגות הקוונטית של המיואון הסוכמת את כלל האינטראקציות של חלקיק עם שאר החלקיקים בטבע. לדברי רוברט ממגזין נייצר, הניסוי "ברמת העיקרון מודד את כל מה שיש לטבע להציע". הפער שהתגלה בשנת 2006 בין התאוריה לניסוי היה קטן אך מספיק כדי לעורר חשש בקרב הפיזיקאים התאורטיקנים. חשוב להבהיר את כובד המשקל של ניסוי זה – פיזיקאים ברחבי העולם נוטים להשתמש במדידת המומנט המגנטי כהוכחה החזקה ביותר לקיומה של תורת שדות קוונטית, בעיקר על סמך המדידות שנעשו על האלקטרון. אם התצפית לא מזדהה עם התאוריה זו אינדיקציה כמובן לפיזיקה חדשה. ההסבר הפשוט ביותר לחוסר ההתאמה הוא שחלקיק נוסף שטרם התגלה תורם למומנט המגנטי.

לצד הניסוי בפרמילב, המיואונים מבלבלים את הפיזיקאים כבר עשורים. אחת מהמחלוקות המפורסמות בפיזיקה של החלקיקים נסובה סביב רדיוס הפרוטון. בניסוי שמדד את רדיוס הפרוטון, פיזיקאים השתמשו במיואונים במקום אלקטרונים והתוצאות הראו חוסר התאמה ביחס לניסוים מקבילים. גם לאחרונה, המאיץ בסרן דיווח שהקווארק ביוטי (יופי) אינו מתפרק במידה שווה לאלקטרונים ומיואונים. פיזיקאים חושדים שתצפית זו מעידה על אינטראקציה חדשה המתווכת על ידי חלקיק לא ידוע ששובר את הסימטריה בניהם.

ספקנות והתרגשות

בזמן שפורסם המחקר בשנת 2006 ממעבדות פרמילב, הקהילה החלקיקאית הייתה בשיאה. המאיץ בסרן הוכן להרצה ורבים האמינו שחלקיק חדש יתגלה ויתמוך בסטייה שמיואון הראה. אך מאז 2012 המאיץ ההדרוני לא גילה שום חלקיק יסודי חדש (התגלו מבנים ייחודיים, כמו טטראקווארקים נדירים, אבל חלקיקים יסודיים לא התגלו מלבד ההיגס). יתרה מכך, הנתונים שנאספו אף סותרים את קיומם של חלקיקים תאורטיים רבים, אז איך מיישבים בין השניים? מסתבר שנותרה תעלומה אחת שהמאיץ טרם שלל – קיומו של חלקיק היגס נוסף.

חשוב לציין שגם לתאוריה לכך זמן להתפתח. בהתחלה ההבדל כלל לא נראה והייתה אי ודאות גדולה. עם השנים התפתחו הכלים לחישוב המומנט המגנטי וכעת עומדות בפנינו שתי תוצאות. האחת כבר פורסמה והראתה שההבדל עדיין קיים, השנייה בחנה מקרוב יותר את המקור לאי וודאות והראתה שככל הנראה ההבדל כבר אינו משמעותי. חשוב לציין שהמאמר השני, המתמקד בתרומה של האינטראקציה החזקה עדיין לא עבר ביקורת עמיתים ועשוי להתגלות כלא מדויק. לצד המאמרים התאורטיים, ספקנים רבים דווקא מבקרים את ניתוח הנתונים משום שלפי ידיעתם, פרמילאב לא ניתחה את כל הדאטא שברשותה. פרמילב מצידם דוחים את הטענה משום שמידת הדיוק בניסוי באילנוי גדלה באופן משמעותי ומפצה על הניתוח החלקי.

בהתחשב בעובדה שהפרמילב מכינים מסיבת עיתונאים סביר להניח שנשמע תוצאות מעניינות בקרוב. גם אם אלו יסכימו עם המסקנות מ-2006, סביר להניח שהקהילה המדעית תדרוש לערוך ניסוי בלתי תלוי שיחזק את טענה זו. עם כל ההתרגשות, בשישי האחרון הם כמעט הדליפו את התוצאות בטעות  – הדוברים שידרו בלייב את חזרה לקראת מסיבת העיתונאים. למזלם, התקלה נפתרה במהירות ואנחנו נאלצים לחכות.

אלו המעוניינים להצטרף לאירוע החשיפה מוזמנים להכנס ללינק לפרטים נוספים או לחכות ללייב וידאו דרך עמוד היוטיוב של פרמילאב. האירוע בחלקו מכיל נתונים והסברים מדעיים מקצועיים.

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

12 תגובות

  1. כדי שתופיע פיזיקה חדשה, יש לענות על השאלה מהו המושג היסודי של הפיזיקה ?
    קשה מאוד לענות על שאלה זו, אבל הגיאומטריה הפיזיקלית גילתה לנו שהמושג היסודי של הגיאומטריה
    הוא בעל מידה וצורה (קו הוא המושג היסודי ויש לו אורך ממשי וצורה)
    הגיאומטריה הפיזיקלית מכוונת אותנו אל המושג היסודי של הפיזיקה, והוא האנרגיה.
    לאנרגיה יש מידה (כמות) וגם צורה ( חשמלית , מכנית , תרמית , וכו' )
    יש לעזוב את התפיסה העתיקה שהחומר הוא המושג היסודי של הפיזיקה, כיוון שהחומר אינו מושג כמותי,
    במקביל יש לעזוב את התפיסה החלקיקית של החומר.
    החומר הוא צורה פיזיקלית, הנוצרת מצירוף כמויות של זמן פסיבי ואנרגיה.
    זמן פסיבי מצטרף אל האנרגיה, ואלה הם שני המושגים היסודיים של הפיזיקה העצברית.
    שני המושגים היסודיים בפיזיקה הניוטונית הם חומר וכוח
    שני המושגים היסודיים בפיזיקה של איינשטיין הם חומר ואנרגיה.
    זמן פסיבי הוא נח מוחלט וקר מוחלט, והוא ממלא את המרחב האינסופי.
    זמן פסיבי הוא התווך של "גלי זמן פסיבי" שהם הם …האור.
    מנתונים אלו כבר נובע יקום מופלא יחיד במרחב אינסופי מלא בזמן פסיבי.
    ליקום צורת דיסקוס , והוא נע בתוך זמן פסיבי במהירות 12C , בקו ישר.

  2. עצבר, הפיזיקה החדשה שלך מרגשת.
    הנה עוד שני מיליארד דולר: לך תבנה מתקן שיגלה מה מסתתר בין 3.1415 לבין 3.1416.
    אנחנו בטוחים שתמצא שם כמה יחסים מתימטיים חדשים שייצרו מתימטיקה חדשה פעם אחר פעם.
    ואם לא תמצא, אז קח 20 מיליארד ועוד עשרים שנים ותחקור עוד ספרה אחת אחר הנקודה…

  3. אולי פרס איג -נובל לעצבר..

    פרס נובל מגיע לי. ניסוי ההיקפן שלי הוכיח מעל לצל של ספק שפאי הולך וקטן ככל שהמעגל גדול יותר, עד שמגיע לקוטר הארץ ואז מתחיל לקטון חזרה.

    או אולי ההיפך.

  4. פרס נובל זה למדעים
    אתה ראוי למדליית פילדס
    הרי המצאת גם מתמטיקה חדשה
    סתם חבל שאתה ממלא את הפורום הזה בגיבוב השטויות שאתה שופך כאן.
    מוריד את רמת הדיונים מתחת לאפס המוחלט.

  5. די כבר , תנוח …פי זה לא גודל פיזיקלי אלא גודל מתמטי
    …1/9 +pi x 4 =1-1/3+1/5-1/7
    זה נקרא טור טיילור מלמדים את זה בשנה הראשונה של כל תואר בהנדסה או מדעים מדוייקים. או שאולי 1/3 הוא לא תמיד 1/3.. ? קצת ענווה לא תזיק.

  6. שום פיזיקה חדשה.
    בצורה מעודנת אומר: הם משחקים עם עצמם.
    שורפים מיליארדים על מאיצים ולא מגיעים לכלום. הפיזיקה תקועה כבר עשרות שנים בלי שום חדשה.

  7. פיזיקה חדשה צריכה מושג פיזיקלי חדש , כמו זמן פסיבי.
    פיזיקה חדשה צריכה גיאומטריה חדשה – גיאומטריה פיזיקלית

    מחקר פורץ דרך שגילה גיאומטריה חדשה

    הקדמה

    הדרך היחידה שבה ניתן להשיג את מספר המעבר בין אורך מיתר המופיע במעגל , אל אורך הקשת העגולה שלו, היא על ידי מדידת אורך המיתר , והערכת אורך הקשת. ( אורך קשת תמיד גדול מאורך המיתר)

    מכל צירוף של מדידה והערכה, מושג מספר מעבר שבהכרח אינו מדויק.
    דוגמה: במעגל נתון נמדד מיתר באורך 32 מ"מ, ואורך קשתו הוערכה ב 38 מ"מ.
    מספר המעבר הלא מדויק בין אורך המיתר לאורך הקשת הוא 1.1875

    המיתר הארוך ביותר של מעגל הוא הקוטר.
    מספר המעבר הלא מדויק בין אורך הקוטר לאורך הקשת שלו הוא 1.5
    לכן, מספר המעבר הלא מדויק בין אורך הקוטר לאורך היקף המעגל הוא 3

    כדי להשיג מספר מעבר מדויק יותר בין אורך הקוטר לאורך ההיקף , נחסום מצולע משוכלל רב צלעות (ממר"צ) בתוך מעגל .
    לאחר חסימת ממר"צ בתוך מעגל – כל צלע של הממר"צ היא גם מיתר במעגל.

    עתה אפשר לחשב את מספר המעבר מאורך הקוטר של מעגל חוסם ממר"צ, לאורך ההיקף של הממר"צ ולקבל תוצאה יותר מדויקת מ 3 , כמו לדוגמה 3.1415

    תוצאה זו לא מתאימה למספר מעבר בין אורך הקוטר להיקף המעגל החוסם ממר"צ.
    מספר המעבר בין קוטר המעגל להיקף המעגל החוסם ממר"צ יהיה (3.1415 + קצת) כיוון שקשת תמיד יותר ארוכה מהמיתר שלה.
    אין תשובה לשאלה ..כמה זה ( 3.1415 + קצת) ואפשר רק להציע הערכה.

    התחלת המחקר עם מספר המעבר (3.1415 +קצת)

    מספר המעבר הזה ( 3.1415 +קצת) זכה לתשומת לב רבה של המתמטיקאים והם
    האמינו כי עליו להופיע בכל המעגלים , כמספר מעבר בין הקוטר להיקף.

    לאמונה זו של המתמטיקאים, אפשר להתייחס בדרך הבאה

    אנחנו לא יודעים אם מספר המעבר הזה מופיע בכל המעגלים ,
    (אבל אנחנו כן יודעים)
    שאם באמת הוא מופיע בכל המעגלים, אז המשוואה הבאה נובעת ממנו.

    יחס הקטרים של שני מעגלים אקראיים = ליחס ההיקפים שלהם.

    ועתה יש לשאול…. האם משוואה זו מופיעה במציאות ?
    כדי להשיב על שאלה זו היה צריך להמציא מכשיר המודד במדויק יחס בין היקפים של גלילי מתכת , שהיחס בין קוטריהם ידוע והוא 60. (קוטרם 2 מ"מ ו 120 מ"מ).
    שם המכשיר היקפן, (HEKKEFAN )
    והוא גילה כי יחס ההיקפים אינו 60 אלא 59.958
    יש לציין כי ההיקפן והמדידה המדויקת האמורה, אינם מוכרים למדע.
    זעזוע מתמטי גיאומטרי בעקבות מדידת ההיקפן
    כאשר ההיקפן קבע כי יחס ההיקפים אינו 60 אלא 59.958 , הופיעה מיד מסקנה האומרת , כי מספר המעבר של קוטר 2 מ"מ, הוא קצת יותר גדול ממספר המעבר של קוטר 120 מ"מ.

    ממסקנה זו נובע, כי האמונה של המתמטיקאים לא מתקיימת במציאות.
    המתמטיקאים האמינו כי מספר המעבר ( 3.1415 + קצת) חייב להופיע בכל המעגלים (כולל כמובן את אלה שקוטרם 2 מ"מ ו 120 מ"מ), אבל מדידת ההיקפן הראתה שאמונה זו לא מתקיימת במציאות. מספר המעבר של קוטר 2 מ"מ,
    הוא קצת יותר גדול ממספר המעבר של קוטר 120 מ"מ.

    עתה ברור שקיימת גיאומטריה חדשה של מעגלים, המחייבת לציין את הקוטר הממשי שלהם במספר של מילימטרים. אם למעגל בקוטר 2 מ"מ יש מספר מעבר ייחודי, ואם למעגל בקוטר 120 מ"מ יש מספר מעבר ייחודי, אז לכל קוטר של מעגל (בין אפס מ"מ ל אינסוף מ"מ) צריך שיהיה מספר מעבר ייחודי.

    מספרי המעבר הייחודיים האלה חייבים להיות קרובים זה לזה, והשערתי היא כי הם נמצאים בתחום צר, בין 3.1416 ל 3.164 , כאשר הם מקיימים את הכלל הבא:
    ככל שקוטר המעגל קטן יותר, מספר המעבר שלו גדול יותר.

    גיאומטריה זו המוצגת כחדשה הייתה קיימת תמיד, אבל פשוט לא הבחינו בה.
    כדי להבחין בה היה צורך במכשיר מדידה מכני מדויק מאוד (היקפן) ,שניתן לייצרו רק עם טכנולוגיה מכנית מתקדמת בת ימינו.

    גיאומטריה זו ראויה לשם גיאומטריה פיזיקלית, כיוון שהיא עוסקת בקווים עגולים סגורים חסרי עובי, המופיעים בגלילי מתכת של התעשייה המכנית המדויקת.
    מדידת קטרים של גלילי מתכת, ומדידת יחס בין היקפי גלילים, הוא עיסוק פיזיקלי ממש, ואף על פי כן – עיסוק זה שייך לתחום הגיאומטרי של המעגלים.

    עתה יש להבדיל בין גיאומטריה מתמטית לגיאומטריה פיזיקלית.
    הגיאומטריה של הקו הישר היא מתמטית, וגולת הכותרת שלה הוא משפט פיתגורס.
    הגיאומטריה של קווים עגולים סגורים (המכונים מעגלים) היא פיזיקלית, וגולת הכותרת שלה היא נוסחה המקשרת בין קוטר ממשי של מעגל , למספר המעבר שלו.
    אין כל קשר בין גיאומטריה מתמטית לגיאומטריה פיזיקלית,
    כמו שאין כל קשר בין קו ישר, לקו עגול סגור.

    סיכום: קיימת במציאות גיאומטריה מתמטית מוכרת וידועה זה אלפי שנים,
    וקיימת במציאות גיאומטריה פיזיקלית שניסוי ההיקפן גילה אותה לא מזמן.

    Username Aetzbar
    3/2021

    מידע בסרטוני יוטיוב
    The pi revolution Aetzbar proves the concept of variable pi

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן