Harvinaisten Hiukkasten Löytäminen Saattaa Johtaa Epäilyyn Suosittua Fysiikan Teoriaa

{h1}

Harvinainen subatomisten hiukkasten hajoamisprosessin havaitseminen large hadron colliderissä (lhc) saattaa epäillä joitain suosittuja uusia fysiikan teorioita, kuten supersymmetriaa, jota jotkut fyysikot toivovat voivansa ratkaista pimeän aineen mysteeriä.

Erittäin harvinainen hiukkasmittaus maailman suurimmasta atomin hajottajasta saattaa kyseenalaistaa yleisen teorian maailmankaikkeuden perusrakenteista, kuten pimeästä aineesta.

Sveitsin Suuren Hadron Colliderin (LHC) fyysikot ovat mitanneet tietyntyyppisen hiukkasmuunnoksen ensimmäisen kerran ja havaitsivat, että se tapahtuu juuri niin usein kuin ennustetaan hiukkasfysiikan hallitsevasta teoriasta, jota kutsutaan standardimalliksi.

Mittaus on vain alustavaa - tutkijat eivät ole keränneet tarpeeksi tietoa positiiviseksi, mitä he näkevät, ei ole vain sattumanvaraista tapahtumaa. Silti se, että alustavat havainnot vastaavat niin hyvin standardimallin ennusteita, ei ole toiveikas merkki siitä, mitä tiedemiehet kutsuvat "uudeksi fysiikaksi", kuten uusia hiukkasia, joita standardimalli ei ennusta.

Yksi fysiikan suosituimmista teorioista on "supersymmetrian" ajatus - että kaikilla tunnetuilla subatomisilla hiukkasilla on "superpartner" -hiukkasia, joita ei ole vielä havaittu. Jos nämä superpartners ovat olemassa, ne voisivat auttaa selittämään joitakin pysyviä fysiikan mysteerejä, kuten pimeän aineen luonne, näkymättömiä aineita, joiden katsotaan muodostavan neljäsosan universumista. Tutkijat ajattelevat, että pimeä aine voi itse asiassa koostua supersymmetrisistä hiukkasista, joita ei ole vielä havaittu.

Vaikka fyysiksen suuren Hadron Colliderin LHCb-kokeessa tänään raportoima (marraskuu 12) uusi mittaus ei kumoa tätä ajatusta, se ei myöskään tue sitä. [Kuvat: Maailman suurin Atom Smasher (LHC)]

"Monet uudet fysiikan teoriat saavat kovia iskuja erittäin hyvään otteluun standardimallin ennustamisen ja havaitun nopeuden välillä", kirjoitti tänään blogissaan hiukkasfysiikan Tommaso Dorigo, joka työskentelee erillisessä kokeessa Large Hadron Collider -hankkeessa.

Harvinainen koskaan nähty

LHCb-tiedemiehet ilmoittivat, että he olivat havainneet partikkeleiden B_s ("B-sub-S") mesonien merkkejä, jotka on tehty alhaisesta anti-quarkista sidottuun outoon quarkiin ("pohja" ja "outo" ovat kaksi makua kvarkeista ja kvarkkikysymykset ovat normaalien ainekvarkkien antimateriaalipartikkeleita, jotka hajoavat kaoneiksi muoniksi kutsutuksi hiukkasiksi.

B_s mesonit ovat epästabiileja hiukkasia, joita ei yleensä löydy maan päällä, mutta joskus luodaan, kun protonit murskataan päähän toisiinsa sen jälkeen, kun niitä on nopeutettu lähellä valon nopeutta LHC: n 17 kilometrin (27 kilometrin). Tuloksena oleva räjähdys synnyttää runsaasti eksoottisia hiukkasia, mukaan lukien merkittävät määrät B_s-mesoneja.

Näiden hiukkasten ennustetaan hajoavan pareina muoneja käyttäen standardimallia, mutta vain hyvin, hyvin harvoin - noin kolme kertaa jokaiselta 1 miljardin kokonaisen hajoamisen B_s mesonista. Yleensä nämä hiukkaset muuttuvat muiksi.

Hiukkasfysiikkokokeet, mukaan lukien nyt eläkkeellä oleva Tevatron-kolari Illinoisissa, ovat etsineet tätä hajoamista kahden vuosikymmenen ajan, ilman toivoa tähän asti. Tämän vuoden maaliskuussa LHCb: n fyysikot ilmoittivat asettavansa rajoituksia siihen kuinka usein hajoaminen voi tapahtua, mutta nyt he raportoivat ensimmäisen todisteita sen esiintymisestä.

"Se on suuri testamentti niiden kyvystä poimia tätä äärimmäisen harvinaista hajoamismoodia ja ilmeisesti nähdä signaalin", sanoi Kalacin SLAC: n National Accelerator Laboratory -järjestön teoreettinen fyysikko Lance Dixon.

Lisätietoa on kuitenkin kerättävä, jotta varmistetaan, että LHCb: n tutkijoiden mukaan todellinen ja todellinen rappeutuminen - "harvinainen koskaan nähty".

Tässä kaaviossa punainen katkoviiva edustaa signaalia, joka näkyy Boss mesonien suuren Hadron Colliderin sisällä, joka putoaa muoneja pariksi.

Tässä kaaviossa punainen katkoviiva edustaa signaalia, joka näkyy Boss mesonien suuren Hadron Colliderin sisällä, joka putoaa muoneja pariksi.

Luotto: LHCb

Supersymmetriset hiukkaset

Tämä LHCb: n alustava mittaus osoitti, että harvinainen hajoamisprosessi tapahtui noin 3,2 kertaa jokaista 1 miljardin kokonaishäiriön suhteen - hyvin lähellä kolmen ennustettua arvoa. Jos tämän prosessin taajuus erosi huomattavasti vakiomallin ennusteista, se saattaa merkitä sitä, että prosessit vaikuttavat uusiin partikkeleihin, kuten supersymmetrisiin kumppaneihin. Esimerkiksi jotkut mallit ennustavat, että supersymmetriset hiukkaset nostaisivat tällaisen hajoamisen taajuutta.

"Tällä hetkellä mittauksen keskeinen arvo on huomattavan lähellä standardimallin ennustuksen keskiarvoa", Dixon kertoi WordsSideKick.comille. "Tämä tarkoittaa, että näiden supersymmetristen hiukkasten massat ovat joko raskaampia kuin aiemmin epäiltyinä olleet optimistit, tai on jotain hauskaa [supersymmetristen hiukkasmassojen] spektristä, joka suppressoi nämä signaalit."

Silti tutkijat eivät luovu uuden fysiikan löytämiseksi kuin standardimallin ennustama. Heidän täytyy vain kaivaa hieman syvemmälle.

"Supersymmetriaa ei ole suljettu mittauksemme ulkopuolelle, mutta se on voimakkaasti rajoitettu", LHCb: n tiedottaja Pierluigi Campana sanoi lausunnossaan. "Tämä mittaus on eräänlainen standardimallin tarkastus ja nykyään se näyttää olevan terveempi kuin eilen."

"Uskomme, että LHC: n uusimmat tiedot ja kehittyneemmät analyysit antavat meille lopulta mahdollisuuden löytää haaran standardimallin haarniskassa", Campana lisäsi.

LHCb-tutkijat ilmoittivat tuloksensa tänään Japanin Kyotoon kuuluvassa Hadron Collider Particle Symposiumissa.

Seuraa Clara Moskowitz Twitterissä @ClaraMoskowitz tai WordsSideKick.com @wordssidekick. Olemme myös päällä Facebook & Google+.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com