Οι ενδείξεις για μια πέμπτη θεμελιώδη δύναμη μεγαλώνουν, από την ανακάλυψη σωματιδίου που δεν ταιριάζει με τους νόμους της φυσικής

 


Πριν από τρεις μήνες, οι φυσικοί στο μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο ανακάλυψαν τα πρώτα σημάδια ενός σωματιδίου βαρύτερου από το μποζόνιο Higgs. Τώρα, οι ενδείξεις αυτού του μυστηριώδους νέου σωματιδίου στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) έχουν
γίνει πιο πειστικές.


Ενώ υπολείπεται της ακρίβειας που απαιτείται για να είναι σε θέση να ανακοινώσουν μια ανακάλυψη, οι επιστήμονες είναι ενθουσιασμένοι.

Ανεξήγητη από τα τρέχοντα μοντέλα, η ύπαρξη του σωματιδίου μπορεί να οδηγήσει στην ανακάλυψη ενός εντελώς νέου συνόλου σωματιδίων και, ενδεχομένως, ακόμη και μιας πέμπτης θεμελιώδους δύναμης.

«Οι φυσικοί στον LHC και σε άλλα ιδρύματα λένε ότι μια τέτοια ανακάλυψη θα ήταν η σημαντικότερη στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής από το 1975, όταν ανακαλύφθηκε απρόσμενα το λεπτόνιο ταυ» σχολιάζει ο δικτυακός τόπος της επιθέωρησης «Nature».

Και αυτό επειδή το υποθετικό νέο σωματίδιο θα ήταν το πρώτο που ανακαλύπτεται πέρα από το λεγόμενο Καθιερωμένο Μοντέλο, το οποίο περιγράφει όλα τα γνωστά σωματίδια. Αντίθετα, η ύπαρξη του περίφημου μποζονίου Χιγκς, η οποία επιβεβαιώθηκε πανηγυρικά το 2012, είχε προβλεφθεί δεκαετίες νωρίτερα στο πλαίσιο της θεωρίας που εξηγεί πώς η ύλη αποκτά τη μάζα της.

Αν και κανείς δεν γνωρίζει τι ρόλο μπορεί να παίζει στη φύση το υποθετικό νέο σωματίδιο, το μόνο που μπορούν να πουν οι ερευνητές είναι ότι είναι πολύ βαρύ, μακράν το βαρύτερο σωματίδιο που θα είχε ανακαλυφθεί ποτέ. Θα μπορούσε επίσης να ανήκει στην οικογένεια των μποζονίων, όπως και το Χιγκ -σωματίδια που λειτουργούν ως φορείς των θεμελιωδών δυνάμεων ή σχετίζονται με αυτές. Ένα ενδεχόμενο είναι ότι πρόκειται για μια βαρύτερη βερσιόν του Χιγκς, ενώ μια πιο συναρπαστική πιθανότητα είναι να πρόκειται για φορέα της δύναμης της βαρύτητας, κάτι που θα έφερνε πραγματική επανάσταση στη φυσική.

Οι πρώτες ενδείξεις μιας νέας ανακάλυψης ανακοινώθηκαν πριν από δύο μήνες, και στο διάστημα που μεσολάβησε τουλάχιστον 285 μελέτες που εξετάζουν τα δεδομένα έχουν αναρτηθεί στην διαδκτυακή υπηρεσία επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv. Οι ενδείξεις προέρχονται από ένα πλεόνασμα φωτονίων που καταγράφηκε να παράγεται από τις συγκρούσεις πρωτονίων μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του LHC: ζευγάρια φωτονίων, με μήκος κύματος στην περιοχή των ακτίνων γ, των οποίων η συνολική ενέργεια φτάνει τα 750 GeV (δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ).

Το δυσεξήγητο σήμα καταγράφηκε με τους δύο μεγαλύτερους ανιχνευτές του LHC, τον CMS και τον Atlas. Σε συνέδριο που πραγματοποιείται αυτές τις ημέρες στο Λα Τουίλ των ιταλικών Άλπεων, οι ερευνητές του CERN παρουσίασαν μια νέα ανάλυση των δεδομένων. Στην περίπτωση του CMS, η νέα ανάλυση αυξάνει τη στατιστική αξιοπιστία των ενδείξεων από τα 1,2 στα 1,6 σίγμα -πολύ κάτω από τα 5 σίγμα που θεωρείται συνήθως το στάνταρτ για την επιβεβαίωση μιας ανακάλυψης.

Το απογοητευτικό όμως είναι ότι η στατιστική σημαντικότητα των παρατηρήσεων στον ανιχνευτή ATLAS μειώθηκε με βάση τη νέα, πιο συντηρητική ανάλυση. Το μυστήριο πιθανότατα θα διαρκέσει αρκετές ακόμα εβδομάδες, μέχρι να τεθεί εκ νέου σε λειτουργία ο LHC, έπειτα από τις χειμερινές εργασίες συντήρησης και αναβάθμισης. Μέχρι τον Αύγουστο, οι ερευνητές ελπίζουν να έχουν συγκεντρώσει αρκετά δεδομένα για να πουν με βεβαιότητα αν πρόκειται για μεγάλη ανακάλυψη ή μια φάρσα που έπαιξε σε βάρος τους η στατιστική.





ΠΗΓΗ