Dacă ați crezut că vreo descoperire cuantică va trebui să aștepte până la reînceperea marelui colizor de Hadron (LHC) în 2009, ați greși. S-ar părea că acceleratorul de particule Tevatron de la Fermilab din Batavia, Illinois, a descoperit ...
…ceva.
Oamenii de știință de la Tevatron sunt reticenți să salveze noi rezultate de la Detectorul de colizori de la Fermilab (CDF) ca o „nouă descoperire”, deoarece pur și simplu nu stiu ce sugerează rezultatele lor. În timpul coliziunilor dintre protoni și anti-protoni, CDF a monitorizat degradarea quark-urilor de jos și anti-quark-urilor inferioare în muoni. Cu toate acestea, oamenii de știință CDF au descoperit ceva ciudat. Prea multe muioanele erau generate de ciocniri, iar muioanele erau apărând în existență în afara conductei grinzii…
Tevatronul a fost deschis în 1983 și este în prezent cel mai puternic accelerator de particule din lume. Este singurul colizor care poate accelera protonii și anti-protonii la energii de 1 TeV, dar va fi depășit de LHC atunci când va intra în funcțiune cândva la începutul anului viitor. Odată ce LHC va intra în internet, flacăra sub-atomică va fi trecută la acceleratorul european, iar Tevatron va fi pregătit pentru dezafectare ceva timp în 2010. Dar înainte ca această puternică instalație să se închidă, va continua sondarea materiei încă o perioadă.
În experimentele recente de coliziune cu protoni, oamenii de știință care foloseau CDF au început să vadă ceva ce nu ar putea explica cu înțelegerea noastră actuală a fizicii moderne.
Coliziunile de particule au loc în interiorul „conductei de 1,5 cm lățime” care colimează fasciculele relativiste ale particulelor și le focalizează într-un punct pentru a se produce coliziunea. După coliziune, pulverizarea particulelor rezultate este detectată de straturile electronice înconjurătoare. Cu toate acestea, echipa CDF a detectat prea multe muoane fiind generate după coliziune. În plus, muioanele erau generate în mod inexplicabil in afara conducta cu fascicul fără piste detectate în straturile cele mai interioare ale detectoarelor CDF.
Purtătorul de cuvânt al CDF, Jacobo Konigsberg, dorește să sublinieze că trebuie să se facă mai multe investigații înainte de a ajunge la o explicație. „Nu am exclus o explicație mondială pentru asta și vreau să o clarificăm," el a spus.
Cu toate acestea, teoreticienii nu sunt atât de rezervați și sunt foarte încântați de ceea ce ar putea însemna acest lucru pentru modelul standard al particulelor sub-atomice. Dacă detectarea acestor muoni în exces se dovedește a fi corectă, particula „necunoscută” are o durată de viață de 20 de picosecunde și are capacitatea de a călători 1 cm, prin partea conductă a fasciculului, apoi de a se descompune în muoane.
Dan Hooper, un alt om de știință Fermilab, subliniază că, dacă aceasta ar fi cu adevărat o particulă necunoscută anterior, ar fi o descoperire uriașă. „Un centimetru este un drum lung pentru ca majoritatea tipurilor de particule să-l facă înainte de a se descompune", Spune. „Este prea devreme pentru a spune multe despre acest lucru. Acestea fiind spuse, dacă se dovedește că există o nouă particulă „de lungă durată”, ar fi o afacere foarte mare.”
Neal Weiner de la Universitatea New York este de acord cu Hooper. „Dacă este corect, este incredibil de interesant," el spune. „Ar fi o indicație a fizicii, poate chiar mai interesantă decât am intuit înainte.”
Acceleratoarele de particule au o istorie lungă în ceea ce privește producerea unor rezultate neașteptate, poate că acesta ar putea fi un indicator al unei particule care a fost trecut cu vederea sau, mai interesant, neprevăzut. Desigur, oamenii de știință sunt repede să postuleze că materia întunecată ar putea fi în spatele tuturor acestor lucruri.
Weiner, alături de colega Nima Arkani-Hamed, au formulat un model care prezice existența particulelor de materie întunecată în Univers. În teoria lor, particulele de materie întunecată interacționează între ele prin intermediul particulelor purtătoare de forță cu o masă de aproximativ 1 GeV. Muioanele CDF generate în afara conductei fasciculului au fost calculate ca fiind produse de o particulă parentală „necunoscută”, cu o masă de aproximativ 1 GeV.
Comparația este izbitoare, dar Weiner arată rapid că este nevoie de mai multă muncă înainte ca rezultatele CDF să poată fi asociate cu materia întunecată. „Încercăm să ne dăm seama," el a spus. „Dar aș fi încântat de datele CDF, indiferent de.”
Poate că nu trebuie să așteptăm LHC, este posibil ca o nouă fizică să fie descoperită înainte ca noul accelerator CERN să fie chiar reparat ...
Sursa: New Scientist
