Jos luulit, että minkä tahansa kvantti löytön olisi odotettava, kunnes LHC (Big Hadron Collider) otetaan uudelleen käyttöön vuonna 2009, olet väärässä. Vaikuttaa siltä, että Tevatron-hiukkaskiihdytin Fermilabissa, Batavia, Illinois, on löytänyt ...
…jotain.
Tevatronin tutkijat ovat haluttomia ilmoittamaan Fermilabin (CDF) Collider Detectorin (CDF) uusia tuloksia "uudeksi löytöksi", koska ne yksinkertaisesti en tiedä mitä heidän tulokset viittaavat. Protonien ja anti-protonien välisten törmäysten aikana CDF tarkkaili pohjakvarkkien ja pohjaisten antikvarkkien hajoamista muoneiksi. CDF-tutkijat paljastivat kuitenkin jotain outoa. Liian monta törmäyksissä syntyi kuoneja, ja kuunoja oli popping olemassaoloksi palkkiputken ulkopuolella…
Tevatron avattiin vuonna 1983 ja on tällä hetkellä maailman tehokkain hiukkaskiihdytin. Se on ainoa törmäyslaite, joka voi kiihdyttää protoneja ja anti-protoneja 1 TeV-energialle, mutta LHC ylittää sen, kun se lopulta otetaan käyttöön jonkin aikaa ensi vuoden alussa. Kun LHC siirtyy verkkoon, alaatominen liekki siirretään eurooppalaiselle kiihdyttimelle ja Tevatron valmistautuu käytöstäpoistoon jonkin aikaa vuonna 2010. Mutta ennen kuin tämä voimakas laitos sulkeutuu, se jatkaa asian koettamista vielä vähän aikaa.
Viimeaikaisissa protonien törmäyskokeissa CDF: ää käyttäneet tutkijat alkoivat nähdä jotain, mitä he eivät voineet selittää nykyisen fysiikan ymmärryksemme avulla.
Hiukkasten törmäykset tapahtuvat 1,5 cm leveän ”palkkiputken” sisällä, joka kolaroi relativistiset hiukkaspalkit ja keskittää ne kohtaan, jossa törmäys tapahtuu. Törmäyksen jälkeen syntyvät hiukkassuihkut havaitsevat ympäröivät elektroniikkakerrokset. CDF-ryhmä havaitsi kuitenkin liian monta muonia, joita syntyy törmäyksen jälkeen. Lisäksi muoneja syntyi selittämättömästi ulkopuolella palkkiputken, jossa ei havaittu jälkiä CDF-ilmaisimien sisimmissä kerroksissa.
CDF: n tiedottaja Jacobo Konigsberg haluaa korostaa, että on tehtävä enemmän tutkimuksia, ennen kuin selitykset saadaan. ”Emme ole sulkeneet pois maallista selitystä tälle, ja haluan tehdä sen hyvin selväksi," hän sanoi.
Teoreetikot eivät kuitenkaan ole niin varautuneita ja ovat erittäin innoissaan siitä, mitä tämä voi tarkoittaa alaatomien hiukkasten standardimallille. Jos näiden ylimääräisten muonien havaitseminen osoittautuu oikein, ”tuntemattoman” hiukkasen elinikä on 20 pikosekuntia ja sen kyky kulkea 1 cm palkkiputken sivun läpi ja rapistua sitten muoneiksi.
Toinen Fermilab-tutkija Dan Hooper huomauttaa, että jos tämä todella on aiemmin tuntematon hiukkas, se olisi valtava löytö. ”Senttimetri on pitkä tapa useimmille hiukkasille saada se ennen hajoamista, ”Sanoo. ”On liian aikaista sanoa paljon tästä. Jos kuitenkin käy ilmi, että on olemassa uusi ”pitkäikäinen” hiukkas, se olisi erittäin iso juttu.”
New Yorkin yliopiston Neal Weiner on samaa mieltä Hooperin kanssa. ”Jos tämä on totta, se on vain uskomattoman jännittävä," hän sanoo. ”Se olisi osoitus fysiikasta ehkä jopa mielenkiintoisemmalta kuin olemme aiemmin arvanneet.”
Hiukkaskiihdyttimillä on pitkä historia tuottaa odottamattomia tuloksia, ehkä tämä voisi olla osoitus hiukkaselle, joka on aiemmin jätetty huomiotta, tai mielenkiintoisimmalla tavalla, ei ennustettu. Tietenkin tiedemiehet ovat nopeasti postuloivat, että tumma aine saattaa olla kaiken takana.
Weiner on yhdessä kollegansa Nima Arkani-Hamedin kanssa laatinut mallin, joka ennustaa tumman aineen hiukkasten olemassaolon maailmankaikkeudessa. Heidän teoriassaan pimeän aineen hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa keskenään voimaa kantavien hiukkasten kanssa, joiden massa on noin 1 GeV. Palkkiputken ulkopuolella muodostetut CDF-muonit on laskettu tuottavan ”tuntemattomalla” rappeutuvalla emähiukkasilla, joiden massa on noin 1 GeV.
Vertailu on silmiinpistävää, mutta Weiner huomauttaa nopeasti, että tarvitaan lisää työtä, ennen kuin CDF-tulokset voidaan yhdistää tummaan aineeseen. ”Yritämme selvittää sen," hän sanoi. ”Mutta CDF-tiedot olisivat minusta innoissani riippumatta.”
Ehkä meidän ei tarvitse odottaa LHC: tä, uusi fysiikka saattaa paljastua ennen kuin upouusi CERN-kaasupoljin jopa korjataan ...
Lähde: Uusi tiedemies
