Fizikte Nobel Ödülü Sahibi Bir Kişinin Hatıraları ve Önerileri
20 Kasım 1967, Steven Weinberg (Steven Weinberg) Physical Review Letters: "A Model of Leptons" dergisinde, 20. yüzyılın ikinci yarısında yüksek enerjili parçacık fiziğinin gelişiminin yönüne işaret eden dönüm noktası niteliğinde bir makale yayınladı.
20 Kasım 1967'de Weinberg Physical Review Letters'da "Lepton Modeli" yayınladı. 2017'den 2018'e kadar, standart modelin doğumunun 50. yıl dönümünü kutlamak için dünya çapında birçok konferans düzenlendi.
Weinberg, iki buçuk sayfalık bir makalede (referanslar ve teşekkürlerle birlikte), evrendeki en derin sırları zarif ve kısaca yazdı. Elde ettiği sonuçlar şüphesiz o zamanlar devrim niteliğindeydi. Bugün, bu makale haftada en az üç kez alıntılanıyor. İçeriği Parçacık Fiziğinin Standart Modeli Evrendeki parçacıkların şimdiye kadar nasıl etkileşime girdiğini tanımlayan en eksiksiz teorik çekirdek.
"Lepton Modeli" teorik fizik tarihinde en çok atıf alan makalelerden biridir ve bugün itibariyle 11396 kez alıntılanmıştır. | Resim kaynağı: Inspirehep
1979'da Weinberg ve Abdul Salam (Abdus Salam) ve Sheldon Glashaw (Sheldon Glashow) Doğadaki dört temel kuvvetten ikisinin birleşmesinden dolayı Elektromanyetik güç ile Zayıf nükleer güç Ve Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı. Onların" Elektro zayıf teorisi "Fotonların ve vektör bozonların varlığını varsayarsak (yani zayıf etkileşimli kuvvet taşıyan parçacıklar) simetri . Weinberg, bu simetrinin alan Etkileşim "kendiliğinden" bozulur, bu nedenle gözlemlenemez. Teorisi, solak parçacıkların ve sağ elini kullanan parçacıkların neden farklı zayıf etkileşimlere sahip olduğu (paritenin korunumunu ihlal eden) dahil olmak üzere alandaki birkaç şaşırtıcı sorunu açıklıyor.
2009'da Weinberg (solda) CERN'deki ATLAS deneyini ziyaret etti. Maximilien Brice / CERN
Yakın zamanda Weinberg, Physical Review Letters'da (PRL) Standart Modelin geliştirilmesinin ilk günlerindeki heyecan verici hikayeleri hatırlatan bir makale yayınladı. Weinberg, APS Physics tarafından kendisiyle yaptığı bir röportajda, insanların Standart Modele karşı ilk tepkilerini ve neden "standart" olarak adlandırıldığını açıkladı. Aynı zamanda, aynı zamanda bir Standart modelin ötesinde Teorik fizikçi tavsiyelerde bulundu.
"Lepton Modeli" kağıdı, Standart Modelin geliştirilmesinde önemli bir adımdır. O zaman, teorinizin bu kadar dönüştürücü olabileceğini fark ettiniz mi?
Ben bunun olabileceğini düşünüyorum. Ortaya koyduğum teorinin gerçekten doğru olabileceğini ve zayıf etkileşim sorununu çözebileceğini düşünüyorum. O zamanlar başka fikirler de vardı, ancak kendiliğinden bozulan normatif simetrinin ileriye doğru doğru yol olduğuna kesinlikle inandım.
İnsanlar fikirlerinize nasıl tepki veriyor?
Makalenin yayınlanmasından hemen önce Brüksel'deki Solvay Konferansı'nda bu teori hakkında konuştum. Konuşmam bazılarının ilgisini çekti ama pek heyecan uyandırmadı. O zamanlar ben bile bu teorinin eksik olduğunu biliyordum. Eksik bir unsur, teorinin gerçekten yeniden normalleştirilebilir olduğunu, yani hesaplamadaki sonsuzluğun ortadan kaldırılabileceğini kanıtlamaktır. (1971'de Gerard't Hooft ve diğerleri kanıt sağladı.) Diğer bir eksiklik deneysel doğrulamaydı, ancak 1973'te zayıf etkileşimle Nötr akım Keşif, deneysel doğrulama da ortaya çıkmaya başladı. Ayrıca 1973'te, güçlü nükleer enerjiyi açıklayan bir teori ortaya çıktı. Kuantum kromodinamiği . Elektrozayıf teorisi ve kuantum kromodinamiğinin iki bölümü standart modeli oluşturur.
Bu olay, 1.200 litrelik Gargamel kabarcık odasında üretilen gerçek yörüngeyi (Temmuz 1973) gösterir ve nötr akım etkileşiminin ilk kanıtını sağlar. | Resim kaynağı: CERN
İnsanlar tüm bunları ne zaman standart model olarak adlandırmaya başladı?
Emin değilim ama 1973'te Fransa'nın Aix-en-Provence kentinde bir konuşmada bu ismi kullandığımı hatırlıyorum. Dinleyicilerime, fizikçilerin o zamanlar temel parçacıkları oldukça iyi anladıklarını ve bu "standart modeli" deneyleri açıklamak için bir araç olarak kullanabileceğimizi belirtmek istiyorum.
Sizin için ismine "standart" kelimesini eklemek kesinlik anlamına mı geliyor?
Bu teorinin doğru olduğuna inanıyorum, ancak 1976 ve 1977'de bir dizi deneysel veriyi standart modelle açıklamak zordu ve bu da güvenimi bir dereceye kadar sarsmıştı. 1977 baharında karım ve kızımla planladığım Yosemite gezisini iptal ettim. Bunun yerine o zamanı arkadaşlarımla geçirdim Ben Lee İşbirliği, bu deneyleri açıklayabilecek alternatif bir teori bulmaya çalışıyor. Başarısız olduğumuzu söylemekten gurur duyuyorum, çünkü deney yanlış gitti.
Sonunda, 1978'de bir SLAC deneyi bu sorunu çözdü.Bu deney, elektronlar ve çekirdekler arasındaki etkileşimde paritenin korunmayacağı tahminini doğruladı. Bundan sonra herkesin Standart Modelin doğru olduğuna inandığını düşünüyorum.
Bu PRL makalesinde, Standart Modelin geliştirilmesindeki bazı karışıklıkları ve dönüşleri anlattınız.Sence bu karmaşık geçmişi gözden geçirmenin herhangi bir faydası var mı?
Sanırım fizik tarihini inceleyerek, tüm fizikçilerin verdiği yargıları ve yanlış yargıları anlayabiliriz. Tarih aynı zamanda bir motivasyon kaynağı olabilir: fizikçiler olarak fiziksel teorilerin arkasındaki hikayeleri anlayarak büyük tarihsel sürecin bir parçası hissedebiliriz. Bu ilerleme hissi, masalarımızda ve laboratuvarda mücadeleye devam etmemiz için bize ilham verdi.
Bu ilerleme parçacık fiziğini nereye götürüyor?
Amacımız, tüm kuvvetleri ve parçacıkları açıklayan bir "nihai teori" bulmaktır, ancak şekli çok belirsizdir. Bu noktada, böylesine basit bir teori her zamankinden daha uzak görünüyor, çünkü onu görmek için gereken enerjinin ulaşamayacağımız yerde olduğuna dair işaretler var. Ne yazık ki, hızlandırıcı deneyi nötrino kütlesi dışında standart modelin ötesinde hiçbir şey ortaya çıkarmadı. (Standart Modelin tahminine göre nötrinoların kütlesi yoktur. Ancak nötrino salınımlarının keşfi, çok küçük kütlelere sahip olduklarını gösterir)
Bugün parçacık fizikçilerinin karşılaştığı sorunların, genç bir bilim insanı olarak karşılaştıklarınızdan farklı olduğunu düşünüyor musunuz?
Evet, sanırım 50 yıl önceki durum bundan farklı. O zamanlar, çoğu herhangi bir modele uymayan çok fazla deneysel veriye sahiptik. Bu sorular ürkütücüdür, ancak yeni teorileri uygulamanın birçok yolu vardır. Bir fizikçi olarak heyecan verici bir zamandı.
Bugün ciddiye alabileceğimiz bir meydan okuma düşünmek zor. Mevcut problemler, teorisyenlere deneylerle doğrulanabilecek çözümler bulmak için pek çok fırsat sunmuyor.
Yeni nesil için herhangi bir öneriniz var mı?
Churchill'in II.Dünya Savaşı'nın başında bir sloganı vardı: "Rahatsız etmeye devam edin!" Bu ruhla, bir şeyler yapmanın hiç yoktan daha iyi olduğunu düşünüyorum. Benim tavsiyem çılgın fikirleri denemek ve yenilikçi deneyler yapmak. Her zaman bir şeyler olacak.
Derleme: Zwicky
Referans kaynağı:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.220001
https://physics.aps.org/articles/v11/134
https://cerncourier.com/birth-of-a-symmetry/
