FIZIČARI U GROZNICI

LHC na tragu najvećeg otkrića od Einsteina?!

LHC raspad mezona

LHC raspad mezona

Izvor: Promo fotografije / Autor: CERN

U znanstvenoj zajednici ovih dana vlada veliko uzbuđenje jer je otkriće nove čestice čije bi postojanje moglo značajno proširiti naše znanje o svemiru upravo dobilo na težini

Naime, stručnjaci koji rade na CMS-u i ATLAS-u, dva ključna eksperimenta Velikog hadronskog sudarača (LHC), onog istog koji je otkrio Higgsov bozon, u prosincu su otkrili višak fotona, kvantnih paketića svjetlosti, koji ukazuje na mogućnost postojanja donedavno nepoznate čestice – novog Higgsovog bozona 12 puta težeg od 'običnog'. Ako se nalaz potvrdi, bit će to važan korak u novu fiziku koja će promijeniti tzv. standardni model koji je do sada najbolje opisivao zbivanja u mikrosvijetu elementarnih čestica, ali nije uspijevao povezati kvantnu mehaniku s teorijom relativnosti koja odlično opisuje makrosvijet planeta, zvijezda i galaksija.

A ako se otkriće potvrdi, bit će to najveći proboj u fizici od postavljanja ove dvije teorije.

Što je to otkriveno?

Oba detektora, i CMS i ATLAS, zabilježili su višak fotona u sudarima protona pri energiji od 750 giga elektronvolti (GeV). Višak ukazuje na mogućnost da postoji veliki brat Higgsova bozona s upravo tolikom masom. Neki drugi fizičari misle da bi on mogao biti znak da je Higgsov bozon izgrađen od više malih čestica. Treća opcija je da su to zapravo znaci postojanja tzv. gravitona, hipotetske čestice gravitacijskog polja. Ovo posljednje bilo bi izuzetno zanimljivo jer do sada nitko nije uspio povezati gravitaciju, koju opisuje teorija relativnosti s ostale tri sile - jakom, slabom i elektromagnetskom, koje opisuje kvantna mehanika.

Nakon što je u prosincu objavljena vijest o neobičnom signalu, fizičari su napisali preko 280 radova u kojima su pokušali objasniti postojanje nove čestice. No da bi se stvar mogla nazvati ozbiljnim otkrićem trebat će značajno jači dokazi.

Naime, signal zabilježen u LHC-u u prosincu je imao relativno malu snagu. Vjerojatnost da je riječ o slučajnosti tada je bila 1:93. Da bi se postojanje neke čestice smatralo potvrđenim, potrebno je da signal ima snagu 5 sigma, što znači da bi vjerojatnost da je signal puka slučajnost trebala biti 1:3,5 milijuna. Znanstvenici ovo otkriće zapravo uopće ne bi smatrali vrijednim spomena da nije zabilježeno u oba eksperimenta na istom mjestu. No tri mjeseca kasnije, nakon temeljitog pročešljavanja rezultata, snaga dokaza na CMS-u narasla je na 1,6 sigma, a na ATLAS-u je trenutno 1,9 sigma. Kolika je vjerojatnost da je to samo slučaj? To je kao da u pet bacanja novčića za redom svaki put ispadne pismo. To je malo moguće, ali ipak nije nemoguće. Za ilustraciju snaga signala od pet sigma je kao da u 21 bacanju svaki put ispadne pismo.

Uzbuđenje među teoretičarima

Naš fizičar s FESB-a prof. dr. sc. Ivica Puljak, koji vodi splitsku skupinu znanstvenika u LHC-u, kaže da je o ovom otkriću upravo danas razgovarao s jednim kolegom u Francuskoj.

'Danas sam baš na Ecole Polytechnique u Francuskoj, jednoj od najelitnijih obrazovno-znanstvenih institucija u Europi, gdje doktoriraju svi naši asistenti na Katedri za fiziku FESB-a u kojoj zajedno s kolegama s Katedre za digitalnu elektroniku s FESB-a surađujemo na razvoju nove generacije detektora za CERN', rekao je za tportal Puljak.

'Jedan od kolega ovdje član je tima internih evaluatora analize koja je pronašla višak događaja na 750 GeV. Jutros na kavi detaljno smo pretresli sve interne detalje analize, a oni su jako zanimljivi', dodao je.

'Višak događaja oko 750 GeV intrigantan je zbog više razloga. Jedan je činjenica da je višak događaja viđen u oba velika detektora, CMS i ATLAS, i to na istom mjestu. Drugi je zato što je slična situacija bila i krajem 2011. kad smo vidjeli višak događaja oko 125 GeV, također u oba detektora. Šest mjeseci nakon toga prikupili smo nove podatke, nakon čega se taj višak događaja potvrdio i na kraju se ispostavilo da se radi o Higgsovom bozonu s masom od 125 GeV. Stoga su obje kolaboracije istovremeno uzbuđene, ali i oprezne. Uskoro ćemo krenuti s novom serijom prikupljanja podataka tako da bi krajem ljeta mogli dati definitivan odgovor, radi li se o slučajnosti ili o novom fenomenu u prirodi', pojasnio je.

Puljak kaže da su teorijski fizičari još više uzbuđeni. Posebno je uzbudljivo to što bi nova čestica mogla biti tek vršak sante leda, odnosno tek jedna u nizu koje čekaju da budu otkrivene.

'Doslovno svaki dan predlažu nova objašnjenja naših mjerenja. No da bismo saznali koja su dobra morat će proći još neko vrijeme, i to tek ako eksperimenti potvrde fenomen. Cijela ova priča pokazuje lijepe strane znanosti: uzbuđenje zbog potencijalnog otkrića, kreativnost znanstvenika u otkrivanju tajni prirode, ali istovremeno i ozbiljnost i oprez, upravo kako priliči ozbiljnoj znanosti', poručio je Puljak.

LHC tijekom zime nije radio. No kroz nekoliko tjedana trebao bi se pokrenuti tako da će tijekom travnja početi prvi sudari na visokim energijama.

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!