Dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan (LHC) bir zamanlar gelecek vaat eden yeni fizik ipucu, fizikçilerin büyük bir keşif için en büyük umutlarından birini ortadan kaldırarak eriyip gitti.
Görünen anormallik, belirli parçacıkların bozunmasından ortaya çıktıklarında elektronların ve daha kütleli kuzenleri olan müonların davranışları arasındaki beklenmedik bir farktı.
Ancak LHC’ye ev sahipliği yapan İsviçre’nin Cenevre yakınlarındaki Avrupa’nın parçacık fiziği laboratuvarı CERN’deki LHCb deneyinin en son sonuçları, elektronların ve müonların sonuçta aynı oranda üretildiğini öne sürüyor.
Ayrı bir LHC deneyinin kıdemli üyesi olan İsviçre’deki Zürih Üniversitesi’nde deneysel parçacık fizikçisi Florencia Canelli, “İlk izlenimim, analizin öncekinden çok daha sağlam olduğu yönünde” diyor. Bir dizi şaşırtıcı inceliğin bariz bir anormallik yaratmak için nasıl bir araya geldiğini ortaya çıkardı, diyor.
Lozan’daki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nde LHCb fizikçisi olan Renato Quagliani, sonuçları 20 Aralık’ta CERN’de çevrimiçi 700’den fazla izleyicinin ilgisini çeken bir seminerde bildirdi. LHCb işbirliği ayrıca arXiv deposunda iki ön baskı yayınladı.
dengesiz bozunma
LHCb ilk olarak 2014 yılında müon ve elektron üretiminde hafif bir tutarsızlık bildirdi. B mezonlar, bunlar hızla bozuldu. En sık bozunma paterni, kaon adı verilen başka bir mezon türü artı parçacık çiftleri ve bunların antiparçacıkları – ya bir elektron ve bir pozitron ya da bir müon ve bir antimuon – üretti. Standart model, iki tür çiftin kabaca aynı frekansta meydana gelmesi gerektiğini öngördü, ancak LHCb verileri, elektron-pozitron çiftlerinin daha sık meydana geldiğini öne sürdü.
Parçacık fiziği deneyleri sıklıkla standart modelden biraz sapan erken sonuçlar verir, ancak deneyler daha fazla veri topladıkça istatistiksel tesadüfler olduğu ortaya çıkar. Ama bu sefer öyle olmadı. Bunun yerine, zaman geçtikçe, B-meson anomalisi daha belirgin hale geldi ve 3 sigma olarak bilinen bir güven düzeyine ulaştı – ancak yine de bir keşfi iddia etmek için sıklıkla kullanılan 5 sigma olan önem düzeyine ulaşmadı. ilgili bir dizi ölçüm B mezonlar ayrıca parçacık fiziğinin standart modeline dayanan teorik tahminlerden sapmaları da ortaya çıkardı.
Bu hafta bildirilen sonuçlar, önceki LHCb ölçümlerinden daha fazla veri içeriyordu. B-meson bozunumları ve olası kafa karıştırıcı faktörlerin daha kapsamlı bir çalışması. LHCb sözcüsü Chris Parkes, İngiltere’deki Manchester Üniversitesi’nden bir fizikçi olan, kaonları içeren önceki ölçümlerdeki bariz tutarsızlıkların kısmen diğer bazı parçacıkların elektron olarak yanlış tanımlanmasından kaynaklandığını söyledi. LHC deneyleri müonları yakalamada iyi olsa da, elektronları tespit etmeleri onlar için daha zordur.
Aramayı yeniden odaklama
Sonuç, anormallikleri açıklayabilecek modeller bulmak için zaman harcayan birçok teorisyeni hayal kırıklığına uğratabilir. “Eminim insanlar standart modelde bir çatlak bulmamızı isterdi” diyor Parkes, ama sonunda “en iyi analizi elinizdeki verilerle yaparsınız ve doğanın size ne verdiğini görürsünüz” diyor. diyor. “Gerçekten bilim böyle çalışır.”
CERN konuşmasında bulunan Zürih Üniversitesi’nden teorik fizikçi Gino Isidori, en son sonucun aylardır söylenti olmasına rağmen, onaylanmasının sürpriz olduğunu, çünkü ilgili anormalliklerden tutarlı bir tablo ortaya çıkıyor gibi göründüğünü söylüyor. Bu, bozunmayı etkileyen daha önce görülmemiş temel parçacıkların varlığına işaret etmiş olabilir. B mezonlar. Isidori, önceki analizlerinde sorunlar olduğunu kabul ederken “dürüst” olduğu için LHCb işbirliğini takdir ediyor, ancak işbirliğinin sorunları bulması çok uzun sürdüğü için pişmanlık duyuyor.
Ancak, kaydedilenler de dahil olmak üzere diğer bazı anormallikler BIsidori, kaonları içermeyen meson bozunmalarının yine de gerçek olabileceğini ekliyor. “Her şey kaybolmadı.”
Londra Queen Mary Üniversitesi’nde başka bir LHC deneyinin parçası olan deneysel fizikçi Marcella Bona da aynı fikirde. “Görünüşe göre teorisyenler şimdiden kendilerini nasıl avutacaklarını ve yeniden odaklanacaklarını düşünüyorlar.”
Yeni fiziğin kalan umut verici ipuçları, bulunan bir ölçümü içerir. denilen parçacığın kütlesi W bozon beklenenden daha büyük, Nisan ayında açıklandı. Ancak müonları da içeren ayrı bir anormallik ortadan kalkıyor olabilir. Müonun manyetik momenti, standart modelin öngördüğünden daha güçlü görünüyordu, ama son teorik hesaplamalar, olmadığını gösteriyor, Nihayet. Bunun yerine, tutarsızlık, standart modelin tahminlerinin yanlış hesaplanmasından kaynaklanmış olabilir.
Bu makale izin alınarak çoğaltılmıştır ve ilk yayınlanan 20 Aralık 2022’de.
Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/hint-of-crack-in-standard-model-vanishes-in-lhc-data/