Ako ste mislili da će svako kvantno otkriće morati pričekati dok se Veliki hadronski sudarač (LHC) ponovno ne uključi 2009, griješite. Čini se da je akcelerator čestica Tevatron u Fermilabu u Bataviji u državi Illinois otkrio ...
…nešto.
Znanstvenici iz Tevatrona nerado prihvaćaju nove rezultate detektora sudara u Fermilabu (CDF) kao "novo otkriće", jer jednostavno ne znam što sugeriraju njihovi rezultati. Tijekom sudara protona i anti-protona, CDF je pratio propadanje donjih kvarkova i donjih anti kvarkova u muone. Međutim, znanstvenici CDF-a otkrili su nešto neobično. Previše sudari su nastali muoni, a muoni su iskoči izvan cijevi grede…
Tevatron je otvoren 1983. i trenutno je najmoćniji akcelerator čestica na svijetu. To je jedini sudarač koji može ubrzati protone i anti-protone do energije od 1 TeV, ali LHC će ga nadmašiti kad napokon počne s radom negdje početkom sljedeće godine. Jednom kada LHC krene s mrežom, subatomski plamen prenijet će se europskom akceleratoru i Tevatron će biti spreman za razgradnju neko vrijeme u 2010. godini. No prije nego što se ovaj moćni objekt zatvori, nastavit će ispitivati materiju još neko vrijeme.
U nedavnim eksperimentima protonskog sudara, znanstvenici koji koriste CDF počeli su viđati nešto što nisu mogli objasniti našim trenutnim razumijevanjem moderne fizike.
Sudari čestica događaju se unutar „cijevi snopa“ široke 1,5 cm, koje koliziraju relativističke zrake čestica i usredotočuju ih do točke da se sudar dogodi. Nakon sudara, okolni slojevi elektronike detektiraju nastali sprej čestica. Ipak CDF tim otkrio je previše muona koji se generiraju nakon sudara. Osim toga, muoni su se stvarali neobjašnjivo izvan cijev snopa bez tragova u unutarnjim slojevima CDF detektora.
Glasnogovornik CDF-a Jacobo Konigsberg, želi naglasiti da je potrebno provesti više istraga prije nego što se objasni objašnjenje. „Nismo isključili svjetovna objašnjenja za ovo i želim to vrlo jasno objasniti," On je rekao.
Međutim, teoretičari nisu tako zadržani i vrlo su uzbuđeni što bi to moglo značiti za Standardni model subatomskih čestica. Ako se otkrivanje ovih suvišnih muona pokaže ispravnim, "nepoznata" čestica ima životni vijek od 20 pikosekundi i može putovati 1 cm kroz bočnu cijev snopa, a potom propadati u muone.
Dan Hooper, još jedan Fermilabov znanstvenik, ističe da će, ako je ovo zaista nepoznata čestica, biti ogromno otkriće. „Centimetar je dug put za većinu vrsta čestica prije nego što propadnu, "Kaže. „Još je rano govoriti o ovome. Kad bi se pokazalo da postoji nova 'dugovječna' čestica, bila bi to velika stvar.”
Neal Weiner sa njujorškog sveučilišta slaže se s Hooperom. „Ako je to točno, jednostavno je nevjerojatno uzbudljivo," on kaže. „To bi bio pokazatelj fizike možda čak i zanimljiviji nego što smo prethodno nagađali.”
Akceleratori čestica imaju dugu povijest davanja neočekivanih rezultata, možda bi ovo mogao biti pokazatelj čestice koja je prethodno zanemarena ili, što je još zanimljivije, nije predviđeno, Naravno, znanstvenici brzo postuliraju kako tamna tvar možda stoji iza svega ovoga.
Weiner je s kolegom Nimom Arkani-Hamed formulirao model koji predviđa postojanje čestica tamne materije u Svemiru. U svojoj teoriji, čestice tamne materije međusobno djeluju česticama mase oko 1 GeV. Izračunato je da su CDF muoni generirani izvan cijevi snopa proizvedeni od strane "nepoznate" raspadajuće matične čestice s masom od približno 1 GeV.
Usporedba je upečatljiva, ali Weiner brzo pokazuje da je potrebno više rada prije nego što se rezultati CDF-a mogu povezati s tamnom materijom. „To pokušavamo shvatiti," On je rekao. „Ali bio bih uzbuđen podacima CDF-a bez obzira.”
Možda ne trebamo čekati LHC, možda će se otkriti neka nova fizika prije nego što se potpuno novi CERN-ov akcelerator uopće popravi ...
Izvor: Novi znanstvenik
