Pokud jste si mysleli, že nějaké kvantové objevy budou muset počkat, než se v roce 2009 znovu zapne Velký Hadron Collider (LHC), měli byste se mýlit. Zdá se, že urychlovač částic Tevatron ve společnosti Fermilab v Batavia ve státě Illinois objevil…
…něco.
Vědci v Tevatronu se zdráhají přivítat nové výsledky z Collider Detector ve Fermilab (CDF) jako „nový objev“, protože jednoduše nevím co jejich výsledky naznačují. Během střetů mezi protony a anti-protony CDF sledoval rozklad spodních kvarků a spodních antikvarů na miony. Vědci CDF však objevili něco zvláštního. Příliš mnoho srážky byly generovány miony a miony byly objevovat se mimo trubku paprsku…
Tevatron byl otevřen v roce 1983 a v současné době je nejmocnějším urychlovačem částic na světě. Je to jediný kolider, který dokáže urychlit protony a anti-protony na 1 TeV energie, ale LHC ho překoná, až bude konečně uveden do provozu někdy začátkem příštího roku. Jakmile bude LHC online, bude subatomický plamen předán evropskému urychlovači a Tevatron bude připraven v roce 2010 na vyřazení z provozu. Ale než se toto výkonné zařízení uzavře, bude chvíli pokračovat ve zkoušení záležitostí.
V nedávných experimentech s protonovou kolizí začali vědci používající CDF vidět něco, co nemohli vysvětlit naším současným chápáním moderní fyziky.
Srážky částic se vyskytují uvnitř „paprskové trubice“ široké 1,5 cm, která kolimuje paprsky relativistických částic a zaostřují je tak, aby došlo ke kolizi. Po kolizi jsou výsledné postřiky částic detekovány okolními vrstvami elektroniky. Tým CDF však zjistil, že po kolizi bylo vytvořeno příliš mnoho muonů. Navíc byly nevysvětlitelně vytvářeny miony mimo paprsek paprsku bez detekovaných stop v nejvnitřnějších vrstvách detektorů CDF.
Mluvčí CDF Jacobo Konigsberg by rád zdůraznil, že před vysláním vysvětlení je třeba provést více vyšetřování. „Nevyloučili jsme pro to obyčejné vysvětlení a já to chci objasnit velmi jasně," řekl.
Teoretici však nejsou tak rezervovaní a jsou velmi nadšení, co by to mohlo znamenat pro standardní model subatomárních částic. Pokud se detekce těchto nadbytečných mionů ukáže jako správná, má „neznámá“ částice životnost 20 pikosekund a má schopnost projít 1 cm skrz stranu trubice paprsku a poté se rozpadnout na miony.
Dan Hooper, další vědec Fermilab, zdůrazňuje, že pokud je to skutečně dříve neznámá částice, byl by to obrovský objev. „Centimetr je pro většinu druhů částic dlouhá cesta, než se rozpadne, “Říká. „Je příliš brzy na to říct hodně. Pokud se ukáže, že existuje nová částice „s dlouhou životností“, bylo by to velmi velké.”
Neal Weiner z New York University souhlasí s Hooperem. „Pokud je to správné, je to prostě neuvěřitelně vzrušující," on říká. „Bylo by to označení fyziky, možná ještě zajímavější, než jsme si mysleli předem.”
Urychlovače částic mají dlouhou historii, která vede k neočekávaným výsledkům. Možná by to mohl být indikátor částice, která byla dříve přehlížena, nebo co je zajímavější, nepředpovídá se. Vědci samozřejmě předpokládají, že za tím vším může být temná hmota.
Weiner s kolegou Nima Arkani-Hamedem vytvořili model, který předpovídá existenci částic temné hmoty ve vesmíru. Částice temné hmoty ve své teorii interagují mezi sebou prostřednictvím částic nesoucích sílu o hmotnosti přibližně 1 GeV. Bylo vypočteno, že miony CDF vytvořené vně paprsku paprsku byly vyrobeny „neznámou“ rozkládající se rodičovskou částicí o hmotnosti přibližně 1 GeV.
Srovnání je pozoruhodné, ale Weiner rychle upozorňuje, že před tím, než mohou být výsledky CDF spojeny s temnou hmotou, je zapotřebí více práce. „Snažíme se to zjistit," řekl. „Ale bez ohledu na to bych byl z dat CDF nadšený.”
Možná nebudeme muset čekat na LHC, možná se před opravou zcela nového urychlovače CERN odhalí nová fyzika…
Zdroj: Nový vědec
