Τα πρόσφατα αποτελέσματα που μας ήρθαν από τον επιταχυντή LHC θανάτωσαν την πιο απλή έκδοση μιας πολύ όμορφης θεωρίας της υποατομικής φυσικής. Οι ερευνητές απέτυχαν να βρουν στοιχεία των λεγόμενων «υπερσυμμετρικών» σωματιδίων, τα οποία πολλοί φυσικοί ήλπιζαν να καλύψουν τα κενά στην τρέχουσα θεωρία της σωματιδιακής φυσικής.
Η υπερσυμμετρία προβλέπει την ύπαρξη μυστηριωδών υπερ-συνεταίρων
Οι θεωρητικοί που εργάζονται στον τομέα αυτό έχουν δηλώσει ότι ενδέχεται να χρειαστεί να καταλήξουν σε μια εντελώς νέα ιδέα.
Τα δεδομένα παρουσιάστηκαν κατά την επιστημονική συνεδρίαση Lepton Photon στη Βομβάη.
Αυτά προέρχονται από το πείραμα LHC Beauty (LHCb), ένας από τους τέσσερις κύριους ανιχνευτές που βρίσκονται γύρω από τον δακτύλιο του επιταχυντή στο CERN.
Σύμφωνα με την Δρ Tara Shears του Πανεπιστημίου του Liverpool, μία εκπρόσωπο για το πείραμα LHCb: "Δεν τίθεται μάλλον στο προσκήνιο η υπερσυμμετρία".
Τούτο το πείραμα εξέτασε τη διάσπαση των σωματιδίων που ονομάζονται «Β-μεσόνια" με την πιο πρωτοφανή λεπτομέρεια που είχαμε έως τώρα.
Αν όντως υπάρχουν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, τα Β-μεσόνια θα έπρεπε να διασπώνται πολύ πιο συχνά από ό,τι αν δεν υπάρχουν.
Επίσης θα έπρεπε να είναι μεγαλύτερη η διαφορά στον τρόπο που διασπώνται η ύλη και η αντιύλη σε αυτά τα σωματίδια.
Τα αποτελέσματα αναμένονταν εναγωνίως γιατί υπήρχαν υπαινιγμοί από προηγούμενα αποτελέσματα, κυρίως από τον επιταχυντή σωματιδίων Tevatron στις ΗΠΑ, ότι η διάσπαση των Β-μεσονίων επηρεάζονταν από τα υπερσυμμετρικά σωματίδια.
Μια λεπτομερέστερη ανάλυση στον ανιχνευτή LHCb όμως απέτυχε να βρει αυτό το αποτέλεσμα.
Αυτή η αποτυχία να βρεθεί μια έμμεση απόδειξη της υπερσυμμετρίας, σε συνδυασμό με το γεγονός ότι δύο άλλα βασικά πειράματα στον επιταχυντή δεν έχουν ακόμη εντοπίσει υπερσυμμετρικά σωματίδια, γεγονός που σημαίνει ότι η απλούστερη εκδοχή της θεωρίας έχει ουσιαστικά “πιεί το πικρό ποτήρι”.
Συγκρούσεις ιόντων στο εσωτερικό του LHC θα πρέπει να είχαν βρει κάποια στοιχεία της υπερσυμμετρίας από τώρα
Η θεωρία της υπερσυμμετρίας στην απλούστερη μορφή της λέει πως για κάθε υποατομικό σωματίδιο που γνωρίζουμε, υπάρχουν "υπερ-σωματίδια" ή υπερ-συνεταίροι, που είναι παρόμοια, αλλά έχουν ελαφρώς διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Η θεωρία, που αναπτύχθηκε πριν από 20 χρόνια, μπορεί να βοηθήσει για να εξηγηθεί γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη στο Σύμπαν από ό,τι μπορεί να ανιχνεύσουμε – τη λεγόμενη «σκοτεινή ύλη».
Σύμφωνα με τον καθηγητή Jordan Nash του Imperial College του Λονδίνου, ο οποίος εργάζεται σε ένα από τα πειράματα του LHC, οι ερευνητές θα μπορούσαν να έχουν δει κάποια στοιχεία της υπερσυμμετρίας από τώρα.
"Το γεγονός ότι δεν έχουμε δει κανένα στοιχείο που να μας λέει ότι είτε η κατανόησή μας για αυτήν είναι ελλιπής, ή αυτή είναι λίγο διαφορετική από αυτό που νομίζαμε – ή ίσως αυτή δεν υπάρχει και καθόλου”, είπε.
Η χρονική στιγμή της ανακοίνωσης δεν θα μπορούσε να είναι χειρότερη για τους υποστηρικτές της υπερσυμμετρίας, που αρχίζουν την ετήσια διεθνή συνάντηση τους στο Fermilab, κοντά στο Σικάγο, αυτό το Σαββατοκύριακο.
Ο Δρ Joseph Lykken του Fermilab, ο οποίος είναι μεταξύ των διοργανωτών του συνεδρίου, λέει πως ο ίδιος και άλλοι που εργάζονται στον τομέα αυτό είναι "απογοητευμένος" από τα αποτελέσματα – ή μάλλον, από την απουσία τους.
“Υπάρχει μια κάποια ανησυχία που σέρνεται στις συζητήσεις μας", δήλωσε.
Η ανησυχία τους είναι ότι η βασική ιδέα της υπερσυμμετρίας ίσως να είναι λάθος.
“Είναι μια όμορφη ιδέα. Αυτή μπορεί να εξηγήσει τη σκοτεινή ύλη, εξηγεί το μποζόνιο Higgs, εξηγεί ορισμένες πτυχές της κοσμολογίας.. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι είναι σωστή. Θα μπορούσε να οφείλεται ότι όλο αυτό το πλαίσιο έχει κάποια κενά και πρέπει να αρχίσουμε ξανά από την αρχή και να φτιάξουμε μια νέα κατεύθυνση”, τόνισε.
Πειραματικοί φυσικοί που εργάζονται στον επιταχυντή LHC, όπως ο καθηγητής Nash, λένε πως τα αποτελέσματα αναγκάζουν τους θεωρητικούς συναδέλφους τους να το ξανασκεφτούν.
"Τα τελευταία 20 χρόνια περίπου, οι θεωρητικοί είναι ένα βήμα μπροστά με την έννοια ότι είχαν τις ιδέες και είπαν «τώρα θα πρέπει να πάτε εσείς οι πειραματικοί να τα αναζητήσετε».
«Τώρα το έχουμε κάνει αυτό, και πρέπει να κατεβάσουν τα κεφάλια τους κάτω», είπε.
Αυτό δεν σημαίνει ότι χάθηκαν όλα για την υπερσυμμετρία. Υπάρχουν πολλές άλλες εκδόσεις, αν και πιο πολύπλοκες, που δεν έχουν αποκλειστεί από τα αποτελέσματα του LHC.
Οι πιο σύνθετες εκδόσεις δείχνουν ότι τα υπερ-σωματίδια μπορεί να είναι πιο δύσκολο να βρεθούν και θα θέλαμε χρόνια για να τα εντοπίσουμε.
Μερικές παλιές ιδέες που προέκυψαν την ίδια περίπου στιγμή που αναδύθηκε η υπερσυμμετρία, μπορεί να έχουν μια προοπτική τώρα που η υπερσυμμετρία είναι σε κάμψη.
Σύμφωνα με τον Δρ Joseph Lykken, μερικοί νεότεροι θεωρητικοί φυσικοί έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν εντελώς νέες ιδέες γιατί πιστεύουν πως η υπερσυμμετρία είναι μια «παλιά ιδέα".
«Νέοι θεωρητικοί κυρίως θα ήθελαν να δουν η υπερσυμμετρία να φύγει από τη μέση, επειδή σημαίνει ότι η πραγματικότητα είναι κάτι που θα μπορούσαν να εφεύρουν οι ίδιοι – δεν είναι κάτι που εφευρέθηκε από την παλιά γενιά”, πιστεύει.
Και η νέα γενιά έχει την υποστήριξη μιας παλιάς καραβάνας – το George Smoot, που πήρε βραβείο Νόμπελ για την εργασία του σχετικά με την κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων και ένας από τους πιο σεβαστούς φυσικούς του κόσμου.
"Η υπερσυμμετρία είναι ένα εξαιρετικά όμορφο μοντέλο”, λέει.
"Έχει συμμετρία, είναι σούπερ και ήδη έχει διδαχθεί στην Ευρώπη εδώ και δεκαετίες ως το σωστό μοντέλο, διότι είναι τόσο όμορφη. Αλλά δεν υπάρχει κανένα πειραματικό δεδομένα για να πούμε ότι είναι σωστή."
Πηγή: BBC News
Σίγουρα θα σας αρέσουν και τα σχετικά παλιά άρθρα για να δείτε περισσότερες λεπτομέρειες:
Physics4u's Weblog 