Ak by ste si mysleli, že akékoľvek kvantové objavy budú musieť počkať, kým sa v roku 2009 opäť nezapne veľký hadrónový urýchľovač (LHC), mali by ste sa mýliť. Zdá sa, že urýchľovač častíc Tevatron vo Fermilab v Batavii v štáte Illinois objavil…
…niečo.
Vedci z Tevatronu sa zdráhajú privítať nové výsledky z Collider Detector vo Fermilab (CDF) ako „nový objav“, pretože jednoducho neviem čo naznačujú ich výsledky. Počas zrážok medzi protónmi a anti-protónmi CDF monitoroval rozklad spodných kvarkov a spodných antikvarkov na mióny. Vedci CDF však objavili niečo neobvyklé. Príliš veľa zrážkami sa generovali mióny a mióny boli objavujú sa mimo trubice lúča…
Tevatron bol otvorený v roku 1983 a je v súčasnosti najsilnejším urýchľovačom častíc na svete. Je to jediný zrážač, ktorý dokáže urýchliť protóny a anti-protóny na 1 TeV energie, ale LHC ho prekoná, keď bude konečne uvedený do prevádzky niekedy začiatkom budúceho roka. Keď sa LHC prepne do režimu online, bude subatómový plameň odovzdaný európskemu urýchľovaču a Tevatron bude v roku 2010 nejaký čas pripravený na vyradenie z prevádzky. Predtým, ako sa tento výkonný nástroj uzavrie, bude chvíľu pokračovať v skúmaní záležitostí.
V nedávnych experimentoch s protónovou zrážkou vedci používajúci CDF začali vidieť niečo, čo nemohli vysvetliť pri našom súčasnom chápaní modernej fyziky.
Zrážky častíc sa vyskytujú vo vnútri „trubice lúča“ so šírkou 1,5 cm, ktorá kolimuje lúče relativistických častíc a zaostruje ich tak, aby došlo ku kolízii. Po kolízii sú výsledné rozprašované častice detegované okolitými vrstvami elektroniky. Tím CDF však zistil, že po zrážke sa vygenerovalo príliš veľa miónov. Navyše sa nevysvetliteľne generovali mióny zvonka lúčová trubica bez detekovaných stôp v najvnútornejších vrstvách detektorov CDF.
Hovorca CDF Jacobo Konigsberg by rád zdôraznil, že pred prijatím vysvetlenia je potrebné vykonať viac vyšetrovaní. "Nevylúčili sme pre to svetské vysvetlenie a ja to chcem objasniť veľmi jasne," povedal.
Teoretici však nie sú natoľko rezervovaní a veľmi nadšení, čo by to mohlo znamenať pre štandardný model subatomárnych častíc. Ak sa zistí, že detekcia týchto nadbytočných miónov je správna, „neznáma“ častica má životnosť 20 pikosekúnd a má schopnosť prejsť 1 cm cez stranu trubice lúča a potom sa rozpadnúť na mióny.
Dan Hooper, ďalší vedec spoločnosti Fermilab, zdôrazňuje, že ak je to skutočne skôr neznáma častica, bol by to obrovský objav. "Centimeter predstavuje dlhú cestu pre väčšinu druhov častíc, ktoré ich pred rozpadom spôsobia, “Hovorí. "Je príliš skoro na to veľa povedať. Ak sa ukáže, že existuje nová „dlho žijúca“ častica, bolo by to veľmi veľa.”
Neal Weiner z New York University súhlasí s Hooperom. "Ak je to správne, je to neuveriteľne vzrušujúce," on hovorí. "Bolo by to označenie fyziky, možno ešte zaujímavejšie, ako sme si predtým mysleli.”
Urýchľovače častíc majú dlhú históriu, ktorá vedie k neočakávaným výsledkom. Možno by to mohol byť indikátor častice, ktorá bola predtým prehliadaná alebo zaujímavejšie, nepredvídané, Vedci samozrejme predpokladajú, že za tým všetkým môže byť temná hmota.
Weiner spolu s kolegou Nima Arkani-Hamedovou vytvorili model, ktorý predpovedá existenciu častíc temnej hmoty vo vesmíre. Vo svojej teórii častice temnej hmoty interagujú medzi sebou prostredníctvom častíc nesúcich silu s hmotnosťou približne 1 GeV. Vypočítalo sa, že mióny CDF vytvorené mimo lúča boli vyrobené „neznámou“ rozpadajúcou sa rodičovskou časticou s hmotnosťou približne 1 GeV.
Porovnanie je zarážajúce, ale Weiner rýchlo poukazuje na to, že pred tým, ako budú výsledky CDF spojené s tmavou hmotou, je potrebné viac práce. "Snažíme sa to zistiť," povedal. "Ale údaje CDF by ma nadchli bez ohľadu na to.”
Možno už nemusíme čakať na LHC, ešte predtým, ako bude nový urýchľovač CERN opravený, môže sa objaviť nejaká nová fyzika ...
Zdroj: Nový vedec
