CERN: ένα βαρύ μποζόνιο ίσως ανατρέψει εκ βάθρων τη σωματιδιακή φυσική

0
1824

Ένα καινούργιο στοιχειώδες σωματίδιο, κατά πολύ βαρύτερο από το μποζόνιο του Χιγκς, ίσως ανακάλυψαν οι δύο ανεξάρτητες επιστημονικές ομάδες CMS και ATLAS, που κάνουν πειράματα στον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

Όπως ανακοίνωσαν οι δύο ερευνητικές κοινοπραξίες, στις οποίες συμμετέχουν και έλληνες φυσικοί, η ανάλυση των συγκρούσεων πρωτονίων στον μεγάλο επιταχυντή έδειξε πολύ περισσότερα ζεύγη φωτονίων σε σχέση με τα αναμενόμενα και παραγωγή ενέργειας της τάξης των 750 GeV (Γιγαηλεκτρονιοβόλτ ή δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ) στο καθένα.

—Προοπτικές και σφάλματα

Αυτό το επίπεδο ενέργειας θεωρητικά μπορεί να παράγεται από τη διάσπαση ενός μποζονίου, διαφορετικό από το μποζόνιο Χιγκς (δηλαδή το σωματίδιο που δίνει μάζα στο Σύμπαν) μάζας 1.500 GeV σε δύο φωτόνια μάζας 750 GeV το καθένα.

Αν αυτό ευσταθεί, τότε πρόκειται για ένα σωματίδιο κατά πολύ βαρύτερο όχι μόνο από το μποζόνιο Χιγκς (που είναι περίπου 125 GeV), αλλά και από κάθε άλλο σωματίδιο που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα.

Προς το παρόν, με βάση τις έως τώρα στατιστικές αναλύσεις, η βεβαιότητα για μια νέα ανακάλυψη είναι μικρή. Ο ανιχνευτής ATLAS εντόπισε περίπου 40 ζεύγη φωτονίων περισσότερα από αυτά που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, ενώ ο ανιχνευτής CMS παρατήρησε μόνο δέκα πρόσθετα ζεύγη φωτονίων.

Παρόλα αυτά τα στατιστικά σφάλματα είναι πολύ συχνά στη σωματιδιακή φυσική και η ανακάλυψή τους απαιτεί διαρκείς αναλύσεις των στοιχείων.

Αυτή τη στιγμή, η πιθανότητα λάθους εκτιμάται ότι είναι μία στα 100 περίπου, αλλά για να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα που θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να μιλήσουν για «ανακάλυψη» νέου σωματιδίου, θα πρέπει να μειωθεί σε μία στα 3,5 εκατομμύρια.

Πάντως, η ανακάλυψη ενός τόσο βαρέως σωματιδίου θεωρείται ότι θα επισκίαζε αυτή του μποζονίου Χιγκς και θα άνοιγε νέους δρόμους στη σωματιδιακή φυσική.

—Τι λένε οι φυσικοί

Ο εκπρόσωπος του CMS ιταλός φυσικός Τιζιάνο Καμπορέζι δήλωσε ότι οι απρόσμενες ενδείξεις προέκυψαν, καθώς η ομάδα του έψαχνε για ένα πιθανό σωματίδιο βαρύτητας, το βαρυτόνιο (ή γκραβιτόνιο). Όπως είπε, μέσα στο 2016, μετά από νέες έρευνες, θα ξεκαθαρίσει η εικόνα, κατά πόσο όντως έχει βρεθεί ένα νέο σωματίδιο, καθώς το ζήτημα θα αποτελέσει προτεραιότητα. Έως τότε, δεν μπορεί κανείς να αποκλείσει την πιθανότητα πως το νέο σωματίδιο έχει να κάνει με τη βαρύτητα.

Η ελληνικής καταγωγής πειραματική φυσικός Μαρία Σπυροπούλου, καθηγήτρια του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) και μέλος μιας από τις δύο ερευνητικές ομάδες του CERN, δήλωσε ότι, μετά τις παρατηρήσεις των πειραματικών φυσικών, είναι πλέον έργο των θεωρητικών φυσικών να εξηγήσουν τι μπορεί να έχει ανακαλυφθεί.

Προς το παρόν οι ενδείξεις έχουν βασισθεί στην ανάλυση περίπου 400 τρισεκατομμυρίων συγκρούσεων μεταξύ πρωτονίων. Έως το καλοκαίρι του 2016 θα έχει μελετηθεί τουλάχιστον δεκαπλάσιος όγκος σωματιδιακών συγκρούσεων.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η αναβάθμιση του CERN, που επιτρέπει συγκρούσεις σωματιδίων με ενέργεια 13 TeV (τεραηλεκτρονιοβόλτ ή τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ), ανοίγει δρόμους «σε μια άγνωστη περιοχή!».

Σχόλια