Ha úgy gondolja, hogy bármilyen kvantum-felfedezésnek meg kell várnia, amíg a Nagy Hadron Összecsapódó (LHC) 2009-re újra nem kapcsol be, akkor tévedsz. Úgy tűnik, hogy a Tevatron részecskegyorsító Fermilabban, Batavia, Illinois, felfedezte ...
…valami.
A Tevatron tudósai vonakodnak a Fermilab (CDF) Collider Detector új eredményeiről „új felfedezésként” részesülni, mivel nem tudom mit mutatnak az eredményeik. A protonok és az anti-protonok közötti ütközések során a CDF figyelték az alsó kvarkok és az alsó antikvarkok muonokká történő bomlását. A CDF tudósai azonban felfedezték valami furcsa dolgot. Túl sok az ütközések során muonokat generáltak, és a muonok voltak felbukkanó létezés a gerendacsőön kívül…
A Tevatron 1983-ban nyílt meg, és jelenleg a világ legerősebb részecskegyorsítója. Ez az egyetlen ütköző, amely fel tudja gyorsítani a protonokat és az anti-protonokat 1 TeV energiáig, de ezt felül fogja haladni az LHC, amikor végre működésbe lép a jövő év elején. Amint az LHC elérhetővé válik, az szubatomos láng átkerül az európai gyorsítóhoz, és a Tevatron 2010-ben készül fel a leszerelésre. De mielőtt ez a hatalmas létesítmény bezárul, még egy ideig folytatja a próbaüzemet.
A nemrégiben végzett proton ütközési kísérletekben a CDF-et használó tudósok olyan látványokat láttak, amelyeket nem tudtak magyarázni a modern fizika jelenlegi megértésével.
A részecske ütközések az 1,5 cm széles „gerendacsőben” zajlanak, amelyek összekapcsolják a relativista részecske gerendákat, és arra az pontra fókuszálják, amikor az ütközés megtörténik. Az ütközés után a keletkező részecskepermetet az elektronika környező rétegei észlelik. A CDF csapata azonban túl sok muont észlelt az ütközés után. Ráadásul a muonokat megmagyarázhatatlanul állították elő kívül a gerendacsövet, amelyben nem észleltek nyomokat a CDF-detektorok legbelső rétegeiben
A CDF szóvivője, Jacobo Konigsberg szívesen hangsúlyozza, hogy még több vizsgálatot kell elvégezni, mielőtt magyarázatot kapnának. „Nem zárjuk ki ennek a hétköznapi magyarázatát, és ezt nagyon világosan meg akarom fogalmazni," ő mondta.
A teoretikusok azonban nem annyira fenntartottak, és nagyon izgatottak, hogy mit jelenthet ez a szubatomos részecskék standard modellje számára. Ha ezeknek a felesleges muonoknak a kimutatása helyesnek bizonyul, az „ismeretlen” részecske élettartama 20 pikosekundum, és képes 1 cm-rel áthaladni a gerendacső oldalán, majd muonokká alakul.
Dan Hooper, a Fermilab másik tudósa rámutat, hogy ha ez valóban egy korábban ismeretlen részecske, akkor hatalmas felfedezés lenne. „A centiméter hosszú út a legtöbb részecskék számára, hogy elbomlanak”- mondja. „Túl korai erről sokat mondani. Ennek ellenére, ha kiderül, hogy létezik egy új „hosszú élettartamú” részecske, ez nagyon nagy dolog.”
Neal Weiner, a New York-i Egyetem egyetért Hooperrel. „Ha ez igaz, ez hihetetlenül izgalmas," mondja. „Ez a fizika jelzése lenne talán még érdekesebb, mint amire korábban kitaláltuk.”
A részecskegyorsítók régóta váratlan eredményeket hoznak, talán ez lehet egy olyan részecske mutatója, amelyet korábban figyelmen kívül hagytak, vagy ami még érdekesebb, nem jósolták meg. A tudósok természetesen gyorsan posztulálják, hogy ennek mögött lehet a sötét anyag.
Weiner Nima Arkani-Hamed kollégájával olyan modellt dolgozott ki, amely előrejelzi a sötét anyag részecskék létezését az univerzumban. Elméletükben a sötét anyag részecskék egymással kölcsönhatásba lépnek kb. 1 GeV tömegű erőhordozó részecskékkel. A sugárcsövön kívül keletkező CDF muonok kiszámítása szerint egy körülbelül 1 GeV tömegű „ismeretlen” bomló szülő részecske állítja elő.
Az összehasonlítás feltűnő, ám Weiner gyorsan rámutat arra, hogy még több munkára van szükség ahhoz, hogy a CDF eredményeit össze lehessen kapcsolni a sötét anyaggal. „Megpróbáljuk kitalálni," ő mondta. „De a CDF-adatok nagyon izgatottak lennének.”
Lehet, hogy nem kell megvárnunk az LHC-t, néhány új fizika felfedezhető, még mielőtt a vadonatúj CERN gázpedált még javítanák is…
Forrás: Új tudós
