Neočekivano otkriće o tome kako se formirao naš univerzum ponovo postavlja pitanje: da li nam je potrebna nova fizika? Odgovor bi mogao fundamentalno da promeni ono što studenti fizike uče na časovima širom sveta.
Studija SMU i tri druga univerziteta, dostupna na arXiv preprint serveru, bavila se mogućnošću ažuriranja osnovnih koncepata fizike.
SMU je odigrao značajnu ulogu u analizi, koristeći univerzitetske računarske mogućnosti visokih performansi kako bi istražio različite scenarije koji bi mogli da objasne nalaze.
„Podaci iz onoga što je poznato kao DESI, ili spektroskopski instrument tamne energije, u kombinaciji sa onim što smo već imali, su najprecizniji podaci koje smo do sada videli, i nagoveštavaju nešto što je drugačije od onoga što bismo očekivali“, objasnio je jedan koautora studije Joel Meiers, vanredni profesor fizike na SMU. „Sada moramo da dođemo do dna zašto je to tako.“
Sa Meiersom na ovoj analizi radili su teoretski fizičari Nathaniel Craig sa UC Santa Barbara i Kavli instituta za teorijsku fiziku, Daniel Green sa UC San Diego i Surjeet Rajendran sa Univerziteta Johns Hopkins.
DESI kreira najveću, najtačniju 3D mapu našeg univerzuma, pružajući ključno merenje koje omogućava kosmolozima da izračunaju ono što nazivaju apsolutnom skalom mase neutrina.
Ova apsolutna skala mase određena je na osnovu novih merenja takozvanih barionskih akustičnih oscilacija iz DESI-ja, plus informacija koje su fizičari već imali iz „poslijesjaja“ Velikog praska—kada je stvoren univerzum—poznatog kao kosmička mikrotalasna pozadina.
Tokom evolucije univerzuma, ponašanje neutrina je uticalo na rast struktura velikih razmera, kao što su jata galaksija u ogromnim delovima svemira koje vidimo danas. Neutrini su jedna od najzastupljenijih subatomskih čestica u univerzumu, ali su misteriozni koliko i sveprisutni. Jedan od razloga zašto fizičari žele da saznaju masovnu skalu neutrina je taj što im to može pomoći da bolje razumeju kako se materija grupisala kako je svemir evoluirao.
Kosmolozi — oni koji proučavaju poreklo i razvoj univerzuma — dugo su mislili da su masivni neutrini sprečavali materiju u univerzumu da se grupiše koliko bi inače mogla imati preko 13,8 milijardi godina kosmičke evolucije.
„Ali umesto očekivanog potiskivanja grupisanja materije, podaci favorizuju pojačano grupisanje materije, što znači da je materija u kosmosu više zgrudana nego što bi se očekivalo“, rekao je Meiers, koji je specijalizovan za teorijsku kosmologiju, uključujući kosmičku mikrotalasnu pozadinu, rani univerzum i veze sa fizikom visokih energija i čestica.
„Objašnjavanje ovog poboljšanja može ukazivati na neki problem sa merenjima, ili bi moglo zahtevati neku novu fiziku koja nije uključena u Standardni model fizike čestica i kosmologije.
Standardni model fizike čestica – onaj koji su učenici verovatno naučili na času fizike – dugo je bio najbolja teorija naučnika koja objašnjava kako osnovni gradivni blokovi materije međusobno deluju. Ovo otkriće neutrina je najnovije merenje, slično onome što se naziva „Hablovom napetosti“, kako bi se nagovestilo da možda ne poznajemo svoj univerzum onako dobro kao što mislimo da znamo, rekao je Mejers.
U svojoj studiji, Meiers i njegove kolege su istraživali scenarije u kojima bi fizičari možda morali da podese standardni model, ali ne i da ga u potpunosti odbace. Takođe su razmatrali uvođenje novih koncepata fizike. Takođe su istražili da li bi sistematske greške ključnih mera mogle objasniti iznenađujući nalaz DESI.
Verovatno će biti potrebne godine da se sazna koja je od teorija istraživača tačna. Ali studija daje plan za buduća istraživanja.
