Στο επιταχυντή LHC του CERN ερευνητές έδειξαν ότι ή διάσπαση ενός σωματιδίου μπορεί να είναι η πρώτη ένδειξη για μια "νέα φυσική" εκτός του κυρίαρχου μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.
Ο τεράστιος ανιχνευτής LHC beauty που είναι κατασκευασμένος για τη μελέτη της ασυμμετρίας ή την παραβίαση CP
Τα σωματίδια που ονομάζονται D-γοητευτικά μεσόνια φαίνεται να διασπώνται ελαφρώς πιο συχνά προς ένα είδος σωματιδίου και όχι σε ένα άλλο, ανέφερε ο φυσικός Matthew Charles που εργάζεται στον ανιχνευτή LHCb, σε μια συνάντηση.
Το αποτέλεσμα αυτό ίσως βοηθήσει να εξηγηθεί γιατί βλέπουμε τόσο πολύ περισσότερη ύλη από αντιύλη.
Η ομάδα τονίζει ότι ασφαλώς θα χρειαστεί κι άλλη ανάλυση για να καλύψουμε το αποτέλεσμα.
Αυτή τη στιγμή, οι φυσικοί έχουν βρει για τα αποτελέσματα μια στατιστική βεβαιότητα μόνο "3.5 σίγμα» – γεγονός που υποδηλώνει ότι υπάρχει λιγότερο από μία πιθανότητα 0,5% ώστε το αποτέλεσμα που βλέπουν να οφείλεται στην τύχη.
Η ερευνητική ομάδα έχει στο συρτάρι της σχεδόν διπλάσια δεδομένα από αυτά που έχουν αναλυθεί μέχρι στιγμής, οπότε ο χρόνος θα δείξει αν το αποτέλεσμα φτάνει στην βεβαιότητα "5-σίγμα», ένα επίπεδο που πληροί τους όρους για μια επίσημη ανακάλυψη.
|
Στατιστικά στοιχεία της «ανακάλυψης» ● Ο LHCb, είναι ένας τεράστιος ανιχνευτής σχεδιασμένος για να εξετάσει την παραβίαση CP ● Οι φυσικοί δέχονται ότι πρέπει τα στατιστικά όρια των μετρήσεων να έχουν επίπεδο βεβαιότητας πέντε σίγμα για να είναι αποδεκτά ● Ο αριθμός της τυπικής απόκλισης σίγμα σ, είναι ένα μέτρο του πόσο απίθανο είναι ένα πειραματικό αποτέλεσμα να μην είναι πραγματικό αλλά στατιστικό λάθος ● Όπως όταν πετάμε ένα νόμισμα στον αέρα και βρούμε στη σειρά μόνο γράμματα, μπορεί να είναι τυχαίο γεγονός και όχι σημάδι ενός "πειραγμένου" νομίσματος ● Το επίπεδο «τρία σίγμα» αντιπροσωπεύει περίπου την ίδια πιθανότητα να πετάξουμε ένα νόμισμα και να βρούμε πάνω από οκτώ γράμματα στη σειρά ● Πέντε σίγμα, από την άλλη πλευρά, θα αντιστοιχούσε σε 20 γράμματα στη σειρά ● Ένα αποτέλεσμα πέντε-σίγμα είναι εξαιρετικά απίθανο να συμβεί κατά τύχη, και, συνεπώς, ένα τέτοιο πειραματικό αποτέλεσμα γίνεται αποδεκτό από όλους |
Στατιστικά όρια
Ο ανιχνευτής LHCb σχεδιάστηκε για να εξετάσει τα μεσόνια, παρακολουθώντας τα να διασπώνται με το πέρασμα του χρόνου, μετά από συγκρούσεις υψηλής ενέργειας άλλων θεμελιωδών σωματιδίων.
Η ομάδα στον LHCb δεν ασχολήθηκε με τις διασπάσεις των σωματιδίων D-μεσονίων, που μπορούν να διασπαστούν σε καόνια και πιόνια.
Ο LHC-beauty, ένα από τα έξι ξεχωριστά πειράματα στον επιταχυντή, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την εξέταση της "παραβίασης CP" – που παρουσιάζει μικρές διαφορές στη συμπεριφορά ενός σωματιδίου, εάν αυτό αντικατασταθεί με το ομόλογό του από την αντιύλη.
Το καλύτερο μοντέλο της φυσικής που έχουμε μέχρι σήμερα, που ονομάζεται Καθιερωμένο Μοντέλο, δείχνει ότι οι περίπλοκες ‘αλυσίδες’ από διασπάσεις των σωματιδίων της ύλης σε άλλα σωματίδια, πρέπει να είναι σχεδόν ίδιες κάθε φορά – με μία διαφορά λιγότερο από το 0,1% – όπως και μια παρόμοια αλυσίδα διασπάσεων της αντιύλης.
Άλλα πειράματα, κυρίως στον Επιταχυντή Fermi στις ΗΠΑ, έχουν βρει μια παραβίαση CP της τάξης του οριακού 0,1%, αλλά με μια αβεβαιότητα στις μετρήσεις τους, κι αυτό σημαίνει ότι το αποτέλεσμα θα μπορούσε μόλις να ενταχθεί στο Καθιερωμένο Μοντέλο.
Πάντως η ομάδα του LHCb αναφέρει πως μια διαφορά της τάξης του 0,8% – μια σημαντική διαφορά που, εάν είναι αλήθεια, θα μπορούσε να σημάνει την πρώτη "νέα φυσική" που βρίσκεται στον LHC.
"Το αποτέλεσμα μας είναι πολύ σημαντικό πρώτον γιατί έρχεται με μία μεγαλύτερη διαφορά και, δεύτερον, διότι η ακρίβεια μας έχει βελτιωθεί – είναι λίγο πιο καλύτερη από όλα τα προηγούμενα αποτελέσματα μαζί," δήλωσε ο Charles.
“Το να εντοπίσουμε τέτοια διαφορά στη συμπεριφορά στα σωματίδια της ύλης και της αντιύλης, μπορεί να μας βοηθήσει να εξηγήσουμε γιατί το Σύμπαν μας είναι κατά κύριο λόγο φτιαγμένα από ύλη, ένας από τους σκοπούς για τους οποίους φτιάχτηκε ο LHC.
"Σίγουρα αυτό το είδος του αποτελέσματος, μια νέα πηγή παραβίασης της CP, θα μπορούσε να είναι μια εκδήλωση της φυσικής που οδηγεί στην ασυμμετρία ύλης – αντιύλης" εξήγησε.
Ωστόσο, τόνισε ότι υπάρχουν πολλά να γίνουν για να επιβεβαιωθεί το πειραματικό αποτέλεσμα της συνεργασίας, όπως και να βρούμε την κατάλληλη θεωρία που θα εξηγήσει το αποτέλεσμα.
Πηγή: BBC
Διαβάστε και σχετικά άρθρα σε άλλα blogs
1. LHCb uses charm to find asymmetry
Physics4u's Weblog 