Porast anomalija prilikom eksperimenata sprovedenim unutar Velikog Hadronskog Sudarača čestica
Uslijed haotičnih lanaca događaja, koji nastaju kada se protoni međusobno sukobljavaju unutar Velikog hadronskog sudarača čestica u Ženevi, došlo je do "iskakanja" čestice za koju se smatra kako se ista dalje raspada na veoma neuobičajen način.
Ovaj put sva pažnja je bila usmjerena na B mezon, zavađeni par čestica kvarka. Imajući u vidu ranije neočekivano ponašanje B mezona, naučnici sa CERN.a su proveli godine dokumentujući različite ishode sudara čestica, u nadi da će doći do pouzdanog dokaza kako se sa ovim česticama mješaju nove fudamentalne čestice ili određene pojave koje se javljaju među njima.
U posljednjoj studiji, fizičari u otkrili kako se u nekoliko mjrerenja ovi raspadi, koja uključuju raspadanje B mezona, pomalo sukobljavaju sa predviđnjima standardnog modela -
vladajući skup jednačina koje opisuju subatomski svijet. "
Po prvi put u mojoj karijer analizirana su različita raspadanja koja prikazuju jrajnje anomalije, koje se međusobno podudaraju." - Izjavio je Miteš Patel, fizičar čestica na kraljevskom koledžu u Londonu, koji usko sarađuje sa CERN.om.
B mezon je dobio naziv budući da sadrži donji kvark, jedan od 6 fudamentalnih kvark čestica, koje čine većinu vidljive mateije u Univerzumu. Iz nepoznatih razloga, kvarkovi se raspadaju na tri generacije: teške, srednje i lahke, od kojih svaki ima kvark sa suprotnih električnim nabojem. Teži kravkovi se raspadaju u njihove lakše varijante, gotovo uvijek mjenjajući svoj naboj. Na prijmer, kad negativno nabijeni teži donji kvark unutar B mezona izbaci narednu generaciju, on obično postane srednje težak, pozitivno nabijen "charm" kvark.
U svakom bilionitom raspadu B mezona, kojeg naučnici mogu promatrati tokom sudara čestica, može se detektovati kako jedan buntovni donji kvark, koji metamorforzira u "strange" kvark, oslobađa narednu generaciju kvarka, koji ipak zadržava svoj negatvini naboj. Standarni model čestica predviđa iznimno nisku stopu ovih događaju, kao i način na koji će se oni dogoditi. Zbog činjenice kako su ovi događaji iznomno rijetki, sva podešavanja koja proizilaze iz neotkrivenih čestica ili efekata raspadanja, koji se javljaju tokom interakcija, trebaju biti očigledna.
Nova CERN-ova analiza pokriva 4.500 rijetkih raspada B mezona, približno duplo više slučajeva nego što je to prethodno zabilježeno 2015.godine. Svaka transformacija završava sa četiri izlazne čestice koje koje udaraju u detektor oblika prstena. Kada su naučnici uporedili različite međusobnog ugaonog položaja sa položajima čestica predviđenim standardnim modelom, naišli su na odstupanja od ranije predviđenog obrasca. Kolektivni značaj anomalijskih uglova je blago porastao u posljednjim eksperimentima, a istraživači tvrde kako nam nova mjerenja takođe mogu ispričati jedinstvenu priču: "
Potrebno je istaći kako je u kratkom vremenskom periodu konsistentnost između različitih ugaonih opažanja postala znatno bolja." - izjavio je Feliks Kres, istraživač na CERN.u.
Uslijed gibanja, nastalim kroz sudar čestica, statističke fluktuacije će se sigurno pojaviti, a za to će fizičari morati akumulirati dvoljnu količinu raspada B mezona, kako bi prikazali odstupanja koja ne mogu biti zanemarica. "
Ukoliko se ovde radi o novoj fizici za kojom tragamo duže vremena, onda ova ostupanja nam neće biti od neke značajnije koristi." - izjavio je Jure Župan, teoretski fizičar sa univerziteta Sinsinati.
Međutim, promatrani obrazac nagovještava kako nešto nije uredu sa poizvodima raspada B mezona u porodicu leptona, drugu kategoriju čestica materije. Poput kvarkova, leptoni dolaze u težim, srednjim i lakšim generacijama (zvane Tau česice, Mouni i elektroni); standardni model nam govori kako su svi leptoni jednaki, izuzev njihovih masa. Svaki raspad B mezona završava izbacivanjem blizanačkog para bilo koje vrste leptona. Nadogradnjom Velikog Hadronskog Sudarača bit će nam omogućeno praćenje anomalnog ugaonog uzorka, proizvedenog u muonskom događaju, kojeg je najlakše detktovati.
Eksperiment takođe bilježi manji broj raspada B mezona, koji završavaju u formi elektrona. Stanardni model zathjeva da se obje vrste raspada odvijaju na potpuno isti način, međutim CERN.ova analiza iz 2014.godine otkriva moguću razliku između događaja raspada B mezona u muone i događaja raspda B mezona u elekrone. U globalu, ove anomalije bi mogle rezultirati novim pojavama u slijedu događaj prilikom raspada, koji može biti ne samo kod muona, već i kod elektrona.
Ukoliko su anomalije B mezona stvarne, fizičari imaju dva načina kako da objasne ove pojave.
Nova- kao hipotetički nosioc sile, čestica zvana Z bozon, bi mogla odgovarati slaboj sili standardnog modela, sili koja jednu česticu pretvara u drugu. Dodatno tome, Z bozon bi takođe mogao ukazivati na postojanost dodatne masivne čestice, koja bi mogla biti sastavni dio Tamne materije u Unvierzumu. "Prelazimo na slijedeći korak, u kojem pokušavamo objasniti ne samo anomalije, već i povezanost anomalija sa drugim problemima." - izjavio je Žoakim Matijas. teoretski fizičar sa autonomnog univerziteta Barselona.
Više egzotična vjrovatnoća je ta da su istraživači na CERN.u otkrili nagovještaje o postojanosti bajkovite čestice -
leptokvark - koja može preobraziti lepton u kvark i obrnuto. Teoratičari su dugo vremena razmatrali mogućnost postojanosti leptokvarkova, međutim, ideja je postala manje popularna, budući da su ekspementi isključivali mogućnost prisustva najjednostavnijih vrsta čestica. Ipak, familjarno stablo tri generacije kvarkova čini se sumnjivim poput generacijskog stabla leptona, tako da se niti ijedan obrazac preobrazbe nije mogao dovoljno dobro razraditi.
Na poslijetku, zajednica fizičara će morati pričekati određeno vrijeme na potvrde postojanost ove čestice sa drugih eksperimentalnih postrojenja, kao što je Belle II u Japanu, ili jednog od dva glavna detektora Velikog Hadronskog Sudrača čestica u Ženevi. Iako istraživači imaju sve neophodne mehanizme i alate na raspolaganju, dokazivanje ili eliminisnje anomalija B mezona bit će veoma izazovan poduhvat u budućnosti.
Izvor:
https://www.quantamagazine.org/
