Σπάνια διάσπαση αποκλείει την ύπαρξη νέων σωματιδίων

CERN/CMS

Ένα καταγεγραμμένο γεγονός  από το πείραμα CMS τo 2012 σε σύγκρουση πρωτονίων πρωτονίων σε ενέργεια του κέντρου μάζας 8 TeV.

Μετά από 25 χρόνια ερευνών, παρατηρήθηκε στο CERN μια πολύ σπάνια διάσπαση σωματιδίων, δίνοντας στους επιστήμονες ένα νέο έμμεσο τρόπο να ελέγξουν θεωρίες που έχουν να κάνουν με νέα φυσική.

Όπως ενημέρωσαν σήμερα ερευνητές από τα πειράματα CMS και LHCb, του επιταχυντή σωματιδίων LHC, στο Συνέδριο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών που λαμβάνει χώρα στη Στοκχόλμη, τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη μελέτη της διάσπασης αυτής, είναι σε συμφωνία με το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά απορρίπτουν ορισμένα μοντέλα που προβλέπουν νέα σωματίδια.

Η νέα αυτή διάσπαση, δεν είναι άλλη από τη διάσπαση μεσονίων B_s σε ζεύγη μιονίων. Η διάσπαση αυτή σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο, συμβαίνει περίπου τρεις φορές για κάθε δισεκατομμύριο μεσόνια B_s. Οποιαδήποτε απόκλιση από την τιμή αυτή, θα άφηνε ανοιχτό το δρόμο για Φυσική πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου. Όμως, σύμφωνα με τα στοιχεία από το πείραμα CMS, η συμφωνία θεωρίας και πειράματος είναι εντυπωσιακή και με ακρίβεια πολλών δεκαδικών ψηφίων και πιθανότητα για στατιστικό σφάλμα μικρότερη από 1 στις 100.000!

Το μεσόνιο B_s αποτελείται από δύο κουάρκ (ένα κάτω κουάρκ, κι ένα αντι-παράξενο) και η διάσπασή του σε δύο μιόνια θεωρείται ιδανική για την διερεύνηση νέου είδους φυσικής. Εάν υπήρχαν άλλα άγνωστα σωματίδια σε αυτές τις ενέργειες θα επενέβαιναν στη διάσπαση κάνοντάς τη είτε πιο πιθανή, είτε αποκλείοντάς τη.

«Αυτό είναι το μέρος για να ψάξουμε για νέα φυσική» λέει ο φυσικός Sheldon Stone, του πειράματος LHCb. «Μικρές αποκλίσεις από το ρυθμό που προβλέπουμε θα σήμαινε την ανακάλυψη νέων αλληλεπιδράσεων ή σωματιδίων», καταλήγει.

Τα αποτελέσματα αποτελούν σίγουρα ένα θρίαμβο για το Καθιερωμένο Πρότυπο, ενώ αντίθετα σημαίνουν προβλήματα για θεωρίες πέραν αυτού, μεταξύ των οποίων και ένα πλήθος υπερσυμμετρικών μοντέλων. Η υπερσυμμετρία είναι μια φιλόδοξη θεωρία που θα έλυνε πολλά από τα προβλήματα της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής, και υποθέτει πως υπάρχει ένα υπερ-συμμετρικό σωματίδιο για κάθε ένα από τα σωματίδια που βλέπουμε στη φύση.

 Αν και μέχρι σήμερα δεν έχει φανεί κανένα ίχνος από αυτά τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, οι κυνηγοί υπερσυμμετρικών σωματιδίων δεν έχουν χάσει τελείως τις ελπίδες τους, καθώς αποκλείοντας συγκεκριμένες περιοχές που μπορεί να βρίσκονται τα σωματίδια αυτά, στρέφουν το βλέμμα τους αλλού.

Υπάρχει άλλη μία πολύ σπάνια διάσπαση, αυτή των μεσονίων B_d, που o LHC δεν ήταν σε θέση να μελετήσει με αρκετή ευκρίνεια, αλλά θα μπορέσει να «φωτίσει» μετά τις αναβαθμίσεις που θα λάβουν χώρα μέσα στα επόμενα δύο χρόνια. Για περισσότερες απαντήσεις, οι φυσικοί θα χρειαστεί να περιμένουν τα νέα δεδομένα από τις συγκρούσεις σωματιδίων στις αστρονομικές ενέργειες των 15 TeV που υπόσχεται ο νέος LHC. 

ΠΗΓΗ:http://www.naftemporiki.gr