UZBUĐENJE U CERN-u

LHC otkrio pukotine u standardnoj fizici!?

07.09.2015 u 12:14

Bionic
Reading

Znanstvenici koji rade na eksperimentima Velikog hadronskog sudarača (LHC) u CERN-u otkrili su intrigantan signal koji bi mogao biti naznaka pukotine u standardnom modelu fizike

Analiza podataka prikupljenih u eksperimentima LHC-a 2011. i 2012. pokazala je da se u raspadu B-mezona, čestica čiji je životni vijek vrlo kratak, čestice poznate kao tau stvaraju češće nego mioni. Taui i mioni spadaju u istu skupinu čestica kao i elektroni, ali su značajno teži. No prema standardnom modelu, kada se jednom u obzir uzmu razlike u masama taua i miona, oni bi trebali nastajati u istim količinama.

Standardni model trenutno je najbolji opis interakcija materije i većine temeljnih sila u svemiru – jake, slabe i elektromagnetske. No on ne daje odgovore na sva pitanja; primjerice ne objašnjava tajne gravitacije, tamne tvari i energije, ne odgovara na pitanje zašto u svemiru ima više materije nego antimaterije, a ne uspijeva pomiriti niti kvantnu fiziku s teorijom relativnosti. Kvantna fizika dobro opisuje zbivanja u mikrosvijetu čestica malenih dimenzija i masa (elementarnih čestica, atoma i molekula), a teorija relativnosti djelovanje gravitacije u makrosvijetu golemih razmjera i masa (planeta, zvijezda i galaksija). No postoje ekstremne situacije kao što su veliki prasak i crne rupe u kojima se goleme mase nalaze koncentrirane u sićušnom prostoru. U njima bi trebalo biti moguće primijeniti obje teorije – i kvantnu i relativnost, međutim to nije tako.

Fizičari stoga očekuju da će u nekom trenutku u eksperimentima LHC-a otkriti odstupanja od standardnog modela koja će otvoriti vrata novim spoznajama koje bi riješile navedene probleme.

Novi signal sam po sebi još uvijek nema snagu dokaza, odnosno otkrića. Njegova statistička snaga je 2,1 sigma dok bi za pravi dokaz trebala biti 5 sigma. Za sada se signal može objasniti statističkom pogreškom koja bi mogla nestati kada se prikupi više podataka o raspadima B-mezona. Znanstvenici su stoga za sada na oprezu, a njihovo oduševljenje suzdržano. No signal je zanimljiv zato što je slična anomalija otkrivena u tri neovisna eksperimenta na tri kontinenta. Naime, eksperiment ‘BaBar’ u SLAC National Accelerator Laboratory u Menlo Parku u Kaliforniji prijavio je sličan signal 2012., a eksperiment ‘Belle’ u japanskom High Energy Accelerator Research Organization (KEK) u Tsukubi u svibnju 2015.

Naš fizičar čestica prof. dr. sc. Ivica Puljak, koji radi na LHC-u, kaže da se ovaj rezultat za sada može smatrati intrigantnim.

'Sam po sebi on ne bi bio previše zanimljiv, tek indikacija da u budućnosti trebamo malo bolje pratiti što se događa u ovom području fizike standardnog modela. No kad se kombinira s rezultatima nekih drugih eksperimenata, stvari postaju zanimljive. Naime, dva druga potpuno nova eksperimenta, jedan američki i jedan japanski, zabilježili su isti fenomen. Doduše s malom statističkom značajnošću, ali na potpuno istom mjestu', objasnio je Puljak.

Moderna znanost, ističe, izuzetno je oprezna, pa za priznavanje otkrića nekog fenomena traži puno veću statističku značajnost rezultata. Stoga se novi signal još ne može smatrati otkrićem, nego tek zanimljivim fenomenom koji treba pratiti i preciznije mjeriti kada bude dostupno više podataka u LHC-u.

'Kada bi se pokazalo da u prirodi uistinu postoji ovaj fenomen, to bi možda ukazivalo na postojanje supersimetričnih čestica, od kojih su neke i dodatni Higgsovi bozoni. Takvo otkriće predstavljalo bi revoluciju u fundamentalnoj znanosti, jer bi nam otkrilo potpuno novi svijet novih čestica, od kojih se možda sastoji i tamna materija', rekao je naš fizičar za tportal.