ה-Z-Boson Mass והנוסחה שלה כהוכחות מרובות בקערה אחת טעימה של פודינג

למרות שמקורו שנוי במחלוקת, הביטוי "ההוכחה לפודינג היא באכילה" מיוחס באופן פופולרי לרומן הקומי של סרוונטס משנת 1615 דון קישוט. ולמרות שאפשר לדבר על מרכיבי פודינג כל מה שהם רוצים, המשמעות של האמירות נשארות שלמות כשהן מקוצרות ל"הוכחה היא בפודינג" – כי שם תמצא את זה בסופו של דבר, אם אתה טורח לפחות לטעום אותו, כמו התוצאות הן שקובעות.

מה שלא דומה ל'הוכחה מתמטית' שמתקבלת על ידי ההיגיון בלבד, שכן המשטח של האדם לפעמים לא יסכים עם מה שהוא חושב שהוא מתכון טעים. במובן זה, הדיכוטומיה המשתמעת דומה לתרומתו של קפלר לגיאומטריה אליפטית, שהיא כשלעצמה בלתי תלויה בניסיון במובן זה שניתן לבנות ולהוכיח משפטים אליפטיים ללא פניות לתופעות פיזיקליות כלשהן. אבל בפועל קפלר עידן את הכפירה ההליוצנטרית של קופרניקוס שקם לתחייה של מסלולי כוכבי לכת באופן שברור באותה מידה שהוא לא פיזיקלי בצורה מופשטת וניתנת לבדיקה אמפירית. מה שבסופו של דבר הוא מאפיין מפתח של השיטה המדעית או 'המהפכה', שעד מהרה נסמך על ידי התגליות של ניוטון וגלילאו המבטאות חוקים פיזיקליים על ידי אישור ניסיוני של הניסוח המתמטי שלהם.

בהתאם לכך, דוח זה יקטן את הביטוי ל"הוכחת פודינג"שמשתמש במספר אימותים של מה א נוסחה פיזיקלית מייצג, לא רק הוויה נכון תיאורטית במובנים מרובים, אבל מְאוּשָׁר להיות צודק בהתכתבות ברורה עם הכי הרבה בְּדִיוּק נמדד ערך אמפירי בפיזיקה של חלקיקים באנרגיה גבוהה, במיוחד ה נייטרלי חלש אוֹ מסת Z-boson. עבור ערך המידה הנוכחי שלו של 91187.6 (2.1) MeV הוא מה שבאמת מייצג את המשמעות האופרטיבית של מונח זה ביחס להיותו התוצאה הסופית כ'הוכחה פיזית' של הדברים הבאים משוואה למסה המדויקת של בוזון Z: ז = 91187.633 MeV = 9u1/8+ Ms – Mב, אם כי אז לא באמת צריך לדעת את המסה M של ה מוּזָר ו קווארקים תחתוניםאו ה מינימום ואקום של Higgs u1.

כמו כן, האופן שבו השגנו את הערכים האחרים, ה'לא ידועים' כרגע, אינו בעניין גם כן, אם כי ברור שזה היה לֹא מושגת במדד אמפירי ואינה קשורה למשוואה זו. מה שלא נועד לדכא את הסקרנות הטבעית כמובן, שכן כל מי שמתעניין בהיסטוריה של התגליות הללו מופנה למאמר עדכני (זמין מכל ספריית דוחות) המסכמת את מערכת קנה המידה חסרת הממדים של הפיזיקה שיוצרת את הגמט של קבועים פיזיקליים בסיסיים כאלה. . בכל מקרה, בהנחה שאני לא משקר (וזה ניתן להוכחה באותה מידה – הימורים כלשהם?), ה'מסות הלא נמדדות' הללו תורמות למשוואה זו כדי לתת את האמור לעיל ז-מסה שמתכתבת במדויק עם ממוצע המסה הנמדד שלו. אז 'הוכחת הפודינג' הזו מתייחסת פחות למסת ה-Z הניתנת למדידה, אלא יותר חשוב מכך מרמז באופן אמפירי ששלושת המסות היסודיות הללו שאינן נתונות הן רַק נקבעים ומאושרים בדיוק כמו ערכי מסה מוכחים כמו ה-Z עצמו.

למרות שהוכחת פודינג אמפירית זו היא חסרת תקדים ביחס לדיוק המשכנע של פרמטר כמו מסת קווארק מוזרה או תחתית (ש צְבִיעוּת לִהיוֹת באופן ישיר נמדד כפי שניתן לאשר בכל מקרה), זה בהחלט נשאר דוגמה יוצאת דופן לתקפותה של מידה פיזיקלית כסלע השיטה המדעית. שכן החוזק האולטימטיבי של מערכת קנה המידה המספרית הבסיסית, שמבדילה אותה מ'מודלים תיאורטיים' מודרניים אחרים, ניכרת מתוך שורה של תחזיות שניתן לאשר זה מייצר – ובמידה רבה כן נגיש כרגע בהקשרים סטנדרטיים שנבדקו היטב (כגון ז) שאינם דורשים מחקרים גדולים יותר שנעשו בניסוי כדי 'לבדוק' אם 'פרשנות תיאורטית' כלשהי היא 'נכונה'.

ואכן, המשוואה עבור ה זהמסה עצמה מייצגת ריבוי הוכחות תיאורטיות שמחזקים את ההתכתבות האמפירית יוצאת הדופן עם הפודינג של המסה הנמדדת שלו. העניין הראשון בהקשר זה משתרע על שני התחומים בכך שתוצרי ההתפרקות הנצפים או התיאורטיים העיקריים של בוזון ניטרלי חלש הם תערובות של תחתית עם קווארקים מוזרים ו/או למטה במזונים כבדים, ולמעשה הוא החלקיק הידוע היחיד שיכול להתפרק ישירות ב' מוזרס-מסון. שלפי המשוואה שלנו מורכבת ממנו הפחתת א (כמו) -e/3-טעון b-quark ו מוֹסִיף a (לייק) +e/3-טעון אנטיקווארק מוזר – מה שבכך מבטיח את ניטרליות מטען של בס-מסון. ואז מעבר לשיקולים תיאורטיים אלה ביחס לקווארקים של המשוואה, מתנשאות התצפיות הבסיסיות של פיטר היגס בנוגע למקור המסה באופן כללי, ובמיוחד ביחס לסימטריה אלקטרו-חלשה שבאמצעותה החלשים ז ו W בוזונים של מד רוכשים מסה ממנגנון כלשהו תוך השארת פוטונים חסרי מסה. המשוואה שלעיל משתמשת בשדה היגס המכונה בצורה הטובה ביותר מינימת ואקום u1, המקושר באופן כללי לתחתית 'הדור' ה-3 של -1e/3 'משפחת הקווארקים של דאון', באותו מובן שבו הכבד יותרכפולת ואקום של היגס' u2 מייצג זוג צמרות נייטרלי של +2e/3 'משפחת קווארקים למעלה'. (אגב, הם ראו עדויות ל"בוזון היגס קללפני ש-CERN החליף את מתנגש הלפטונים בהדרון הגדול לפני יותר מחמש שנים, אשר למרבה המזל ייצור את הבסיס הרבה יותר סקלאר כבד של היגס – כשהפודינג הזה מוכן להוציא מהתנור שלהם. [So though reaching the heavy Higgs energy at will justify CERN's efforts, its mass more importantly sets the scale for SUSY; but should be a bigger deal still when they witness baryogenesis {creation of nuclear matter over antimatter}! For that is not explained by any existing theory, and certainly no 'standard model!'])

למעשה המשוואה לעיל היא אחד משני ביטויים עבור ז-מסה, והשני כרוך באופן טבעי ביחסו לטעון W-מסת בוזון. ה W עצמו הוא תוצר ריקבון עיקרי מהכפילה הכבדה יותר של היגס, כאשר הקונבנציה כוללת את החלק העליון של +2e/3 המעניק את המטען שלו ל- W בתיווך טרנספורמציה ל-1e/3 תחתית. אז שוב שדות ההיגס מקנים את המסה שלהם לקווארקים ובוזונים מודדים, כאשר כל טיעון תיאורטי מחזק אחרים (ישנן הוכחות פודינג תומכות נוספות הכוללות משוואות לזוגות B-mesons ניטרליים וטעונים המחזקות את המשוואה הבסיסית למסה Z, למשל.) וכל ניואנס תיאורטי נתמך במדדים האחרונים של מסות עדינות לא פחות. אבל הצורה המתמטית של המשוואות הללו נותנת תובנות לגבי תחומים אמפיריים תיאורטיים וחזויים שאינם זמינים בשום סכמה אחרת. דוגמה: בואו ניתן מאה דולר (הייתי מרוויח את זה יותר אבל אכפת לי יותר מדי להיות מקולקל) לכל מי שיכול למצוא הפניה המכילה את המשוואה לעיל עבור מסת ה-Z.

לאחר שקבעתי שתיאורטית זו משוואה טובה לחלוטין, צריכה להיות אפשרות כלשהי שהיא לא ייחודית. אבל אני בספק גדול שזה היה מתפרסם אי פעם, במיוחד ללא כל ידיעה על הפרמטרים האחרים האלה; שאני יכול להניח בבטחה שהם במסגרת זכויות היוצרים שלי אם רק בגלל החוזק של הוכחת פודינג זו דורשת זאת. מה שמחזיר אותנו למשמעות הבסיסית של האמרה הישנה הזו – התוצאות הן בטעימה ו אֲכִילָה של הפודינג. והמבחן בשורה התחתונה של עיקרון זה לאחר שהמשוואה הנ"ל פורסמה במשך שש שנים ברשת הזה של מה שנקרא כביש המידע הוא זה – עדיין לא מצאתי אדם שמסוגל להעריך פודינג מלא בשזיפים טעימים וטעימים. הוכחות, שלא לדבר על כל מי שרוצה לקנות קערה קטנה לאכול ולטעום את התוצאות בעצמו. אבל פודינג אמיתי לא מיועד לרשויות שמדברות רק בלשונות מפוצלות, הוא נוצר עבור אנשים כמוך ואני. ניסיון ההנאות של אכילה או דיבור בלשון אחת – יאמ!

מאמרים מומלצים

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *