Wszechświat, w którym podstawowe prawa rządzące wszystkim, od atomów po galaktyki, mogą nie być tak niezmienne, jak kiedyś sądzono, co stanowiło podstawę badań naukowych. Ta kontemplacja stałych natury – krytycznych liczb, które dyktują siły, masy i energie w całym wszechświecie – ewoluujących wraz z rozszerzaniem się wszechświata, wykracza poza zwykłe spekulacje. Podważa podstawowe zasady fizyki, zapraszając nas do odkrywania kosmosu, w którym dynamiczna gra sił i materii na nowo definiuje nasze pojęcie trwałości i zmiany.

W przełomowym badaniu opublikowanym w Physics Letters B profesor Taekoon Lee z Kunsan National University proponuje model sugerujący, że te podstawowe stałe, w szczególności stałe sprzężenia krytyczne dla teorii pola, ewoluują w czasie. Badania te zakładają dający do myślenia mechanizm wskazujący, że granica ultrafioletu – parametr ograniczający maksymalną skalę energii w teoriach pola – zmienia się wraz z ekspansją Wszechświata, co prowadzi do ewolucji w czasie tych stałych.

Model profesora Lee opiera się na założeniu, że na wartość odcięcia wpływa współczynnik skali Wszechświata, co jest koncepcją odbiegającą od tradycyjnych poglądów na temat praw fizyki statycznej. Płynnie łączy różne renormalizowane stałe sprzężenia, kluczowe dla interakcji w ramach standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych, z parametrem Hubble’a, miarą tempa rozszerzania się Wszechświata. Koncepcja ta maluje obraz wszechświata, w którym siły i masy tworzące kosmos subtelnie zmieniają się w kosmicznych skalach czasu.

Zastanawiając się nad istotą swoich badań, profesor Lee wyjaśnił: „W teorii pola zaproponowano ogólny model zmiennych w czasie stałych sprzężenia, zakładając, że granica ultrafioletu jest zmienną jednostką w rozszerzającym się wszechświecie”. Rozwinął swoją hipotezę, stwierdzając: „Zakłada się, że granica zależy od współczynnika skali Wszechświata i wszystkie nagie połączenia pozostają stałe”.

W tym badaniu szczegółowo zbadano wpływ tego modelu na stałe modelu standardowego. Jednym z najbardziej fascynujących odkryć jest przewidywana ewolucja masy nukleonu, która jest ściśle powiązana ze stałą sprzężenia oddziaływania silnego, co wskazuje na jej odzwierciedlenie w ekspansji Wszechświata. Wprowadza to koncepcję wszechświata, w którym nie tylko rozległe struktury kosmiczne, ale także podstawowe elementy składowe materii podlegają nieubłaganemu biegowi czasu. Omawiając szersze konsekwencje swoich odkryć, profesor Lee podkreślił ogromny wpływ swojego modelu na całe spektrum fizyki podstawowej, podkreślając w ten sposób: „Omówiono ewolucję stałych modelu standardowego”.

Konsekwencje tych badań są głębokie, rzucają światło na teoretyczne podstawy zmiennych stałych i dostarczają podstawy do pogodzenia tych zmian z dowodami empirycznymi. Obserwacje obejmujące zakres potencjalnych zmian stałej struktury drobnej w widmach absorpcji kwazaru po precyzyjne pomiary przy użyciu zegarów optycznych potwierdzają fizyczne znaczenie modelu. Co więcej, badanie rozszerza swój zasięg na stosunki mas cząstek elementarnych, a nawet stałą grawitacji, przedstawiając kompleksowy obraz zmieniającego się Wszechświata.

Prace profesora Lee, wspierane przez Koreańską Narodową Fundację Badawczą, stanowią znaczący krok w kierunku odkrycia najgłębszych aspektów wszechświata. Podważa odwieczną koncepcję niezmiennych praw fizycznych, wzywając do ponownego rozważenia wszechświata podlegającego ciągłym zmianom. W miarę jak model ten będzie poddawany dalszemu udoskonalaniu i testom empirycznym, kryje w sobie obietnicę zrewolucjonizowania naszego kosmicznego zrozumienia, oferując wgląd w początki wszechświata i jego ostateczny los. Nie ustają wysiłki mające na celu demistyfikację kosmosu, a model profesora Lee oświetla drogę do głębszego zrozumienia stale ewoluującej natury wszechświata.

ODNIESIENIE DO DZIENNIKA

Taekoon Lee, „Model ewolucji w czasie stałych sprzężenia”. Litery fizyki B, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138424