آینده‌ی نظریه‌ی همه چیز

بیگ بنگ: شاید در انرژی‌های بسیار بالا، برهم‌کنش‌های قوی و الکتروضعیف، به یک همگرایی، نظیر همگرایی برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی و ضعیف برسند. در چنین صورتی، می‌توان این سه برهم‌کنش را وحدت بخشیده و به یک نظریه‌ی جامع برهم‌کنش قوی‌-‌ضعیف، دست یافت. چنین نظریه‌ای را نظریه‌ی وحدت بزرگ (GUTs) می‌نامند که به شدت بر دیدگاه تقارن متکی است، ولی هنوز در تصور وجود دارد.

bt2lf2204_aبه گزارش بیگ بنگ، یکی از وجوه جالب نظریه‌ی وحدت بزرگ این است که بر اساس آن و در تضاد با اصل پایستگی عدد باریونی، پروتون با طول عمر ۱۰ به توان ۲۸ سال دستخوش فروپاشی می‌شود. برای مقایسه کافی است بدانید که عمر جهان هستی بیش از  ۱۰ به توان ۱۰ سال برآورد شده است (بیش از سیزده میلیارد سال).

با طول عمری که پروتون دارد، باید انتظار داشت که در هر شش تن پروتون، هر روز یک پروتون دستخوش فروپاشی شود و آزمون چنین مقدار عظیمی از پروتون دور از حد تصور است. بعضی از آشکارسازهای نوترینو در اساس به منظور به منظور مشاهده‌ی فروپاشی پروتون ساخته شده‌اند و تا کنون ناموفق بوده‌اند. با وجود این، تلاش‌ها ادامه دارد و در حال حاضر عمر پروتون بالغ بر ۱۰ به توان ۳۰ سال برآورد کرده‌اند.

downloadبعضی از نظریه‌های وحدت بزرگ، وجود تک‌قطبی مغناطیسی را پیش‌بینی می‌کنند. در حال حاظر وجود تک‌قطبی مغناطیسی با آزمایش تأیید نشده است، ولی همچنان تلاش‌ها ادامه دارد. در مدل استاندارد، جرم نوترینو صفر فرض می‌شود. فرض جرم مخالف صفر برای نوترینو، جدال‌برانگیز است. زیرا آزمایش‌ برای تعیین جرم و نیز تجزیه‌ و تحلیل نتایج این نوع آزمایش‌ها بسیار مشکل است.

اکثر نظریه‌های وحدت بزرگ، الزاماً متکی بر جرم مخالف صفر نوترینو هستند و بر پایه‌ی چنین فرضی،‌ باید انتقال‌هایی به نام نوسان نوترینو انجام گیرد. اما آزمایش‌هایی که هم‌اکنون نیز پیگیری می‌شوند، نشانه‌ای از نوسان نوترینو‌ها را به دست نداده‌اند. نوسان نوترینو یعنی تبدیل یکی از انواع نوترینوها یعنی نوترینوی الکترون، نوترینوی موئون یا نوترینوی تاو به یکدیگر.

وقوع نوسان نوترینو می‌تواند رمز شار نوترینوی خروجی از خورشید را بگشاید. فیزیک‌دانان در آزمایش‌هایی که از سال ۱۹۶۰ تا کنون با استفاده از آشکارسازهای بسیار دقیق انجام داده‌اند، به دنبال مشاهده‌ی نوترینوهای الکترون به عنوان محصول جنبی واکنش‌های گداخت هسته‌ای درون هسته‌ی خورشید، هستند.

neutrino_eventضمن اینکه این نوترینوهای خورشیدی آشکار شده‌اند، شار مشاهده‌شده، فقط کسری از مقدار پیش‌بینی‌شده از طریق نظری‌اند. ممکن است گشایش این معما در این باشد که نوترینوهای الکترون بعضاً در مسیر خود به نوترینوهای موئون و تاو تبدیل می‌شوند. چون نخستین آشکارسازهای نوترینوهای خورشیدی فقط نسبیت به نوترینوهای الکترون حساس بودند  و نمی‌توانستند نوترینوهای تغییر شکل یافته را آشکار کنند. داده‌های آشکارساز نوترینوی سوپر-‌کامیوکاند در ژاپن برای نخستین‌بار نشان دادند که نوترینوها دارای جرم‌اند.

البته رؤیای نهایی نظریه‌پردازان این است که با وارد کردن نیروی گرانش به مجموعه‌ی نیروهای الکترومغناطیسی و ضعیف، نظریه‌‌ای را ارائه دهند که هر چهار نیروی طبیعت را با یک نظریه‌ی جهان‌شمول، موسوم به نظریه‌ی همه‌چیز یا (TOE) بیان کنند. یکی از جنبه‌های آشنای نظریه‌ی همه‌چیز، پیش‌بینی وجود گستره‌ی فضا‌-‌زمان با بیش از چهار بعد است که شامل ساختار رشته‌ای است. جنبه‌ی دیگر آن ابر تقارن است که به هر بوزون و فرمیون یک «فوق همراه» با اسپین نوع دیگر نسبت می‌دهند. این مفاهیم به پیش‌گویی وجود خانواده‌ای از ذرات جدید، شامل اسلپتون‌ها، فوتینو‌ها و اسکوارک‌ها می‌انجامند که با گلئون‌ها به پیوند دارند. هیچ‌یک از ذرات جدید دیده نشده‌اند و نظریه‌‌ها از یک نظریه‌ی همه‌ چیز قانع‌کننده بسیار فاصله دارد.

جهت اطلاعات بیشتر:

جرم و نوترینو‌های جرم‌دار و میدان هیگز ( قسمت اول )

جرم و نوترینو‌های جرم‌دار و میدان هیگز ( قسمت اول )

ابر تقارن چیست – قسمت اول

ابر تقار چیست – قسمت دوم

image_pdfimage_print
(13 نفر , میانگین : 4٫92 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=38164
اسماعیل جوکار

اسماعیل جوکار

نویسنده این مطلب: اسماعیل جوکار، دانشجوی مقطع کارشناسی فیزیک، علاقمند به فیزیک، نجوم و کیهان شناسی می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *