Μετά το Χιγκς, ενδείξεις μιας ακόμα πιο σημαντικής ανακάλυψης. Hints of new LHC particle get slightly stronger

Ίσως εντοπίστηκε ένα άγνωστο μέχρι σήμερα σωματίδιο που φαίνεται να έχει εντυπωσιακές ιδιότητες. Ζεύγη φωτονίων (πράσινο) που παράγονται από υποατομικές συγκρούσε δίνουν ενδείξεις για νέο σωματίδιο. An unexpected data signal that could change everything has particle physicists salivating. Pairs of photons (green) produced in LHC collisions suggest the existence of a boson with a mass of 750 gigaelectronvolts. Credit: CMS/CERN

Τίποτα δεν μπορεί να θεωρηθεί ακόμα βέβαιο, όμως οι θεωρητικοί φυσικοί του CERN δεν έχουν σταματήσει να το συζητούν εδώ και μήνες: νέα δεδομένα από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) ενισχύουν τις ενδείξεις ενός παντελώς νέου σωματιδίου, ενός γίγαντα που κανείς δεν περίμενε να βρει.

Πέρα από το Μοντέλο

«Οι φυσικοί στον LHC και σε άλλα ιδρύματα λένε ότι μια τέτοια ανακάλυψη θα ήταν η σημαντικότερη στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής από το 1975, όταν ανακαλύφθηκε απρόσμενα το λεπτόνιο ταυ» σχολιάζει ο δικτυακός τόπος της επιθεώρησης «Nature».

Και αυτό επειδή το υποθετικό νέο σωματίδιο θα ήταν το πρώτο που ανακαλύπτεται πέρα από το λεγόμενο Καθιερωμένο Μοντέλο, το οποίο περιγράφει όλα τα γνωστά σωματίδια. Αντίθετα, η ύπαρξη του περίφημου μποζονίου Χιγκς, η οποία επιβεβαιώθηκε πανηγυρικά το 2012, είχε προβλεφθεί δεκαετίες νωρίτερα στο πλαίσιο της θεωρίας που εξηγεί πώς η ύλη αποκτά τη μάζα της.

Αν και κανείς δεν γνωρίζει τι ρόλο μπορεί να παίζει στη φύση το υποθετικό νέο σωματίδιο, το μόνο που μπορούν να πουν οι ερευνητές είναι ότι είναι πολύ βαρύ, μακράν το βαρύτερο σωματίδιο που θα είχε ανακαλυφθεί ποτέ. Θα μπορούσε επίσης να ανήκει στην οικογένεια των μποζονίων, όπως και το Χιγκ -σωματίδια που λειτουργούν ως φορείς των θεμελιωδών δυνάμεων ή σχετίζονται με αυτές. Ένα ενδεχόμενο είναι ότι πρόκειται για μια βαρύτερη βερσιόν του Χιγκς, ενώ μια πιο συναρπαστική πιθανότητα είναι να πρόκειται για φορέα της δύναμης της βαρύτητας, κάτι που θα έφερνε πραγματική επανάσταση στη φυσική.

Τα φωτόνια

Particle collisions that produce two photons of a certain energy are unexpectedly prevalent at the LHC. Credit: CERN/CMS Collaboration

Οι πρώτες ενδείξεις μιας νέας ανακάλυψης ανακοινώθηκαν πριν από δύο μήνες, και στο διάστημα που μεσολάβησε τουλάχιστον 285 μελέτες που εξετάζουν τα δεδομένα έχουν αναρτηθεί στην διαδκτυακή υπηρεσία επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv. Οι ενδείξεις προέρχονται από ένα πλεόνασμα φωτονίων που καταγράφηκε να παράγεται από τις συγκρούσεις πρωτονίων μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του LHC: ζευγάρια φωτονίων, με μήκος κύματος στην περιοχή των ακτίνων γ, των οποίων η συνολική ενέργεια φτάνει τα 750 GeV (δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ).

Το δυσεξήγητο σήμα καταγράφηκε με τους δύο μεγαλύτερους ανιχνευτές του LHC, τον CMS και τον Atlas. Σε συνέδριο που πραγματοποιείται αυτές τις ημέρες στο Λα Τουίλ των ιταλικών Άλπεων, οι ερευνητές του CERN παρουσίασαν μια νέα ανάλυση των δεδομένων. Στην περίπτωση του CMS, η νέα ανάλυση αυξάνει τη στατιστική αξιοπιστία των ενδείξεων από τα 1,2 στα 1,6 σίγμα -πολύ κάτω από τα 5 σίγμα που θεωρείται συνήθως το στάνταρτ για την επιβεβαίωση μιας ανακάλυψης.

Το απογοητευτικό όμως είναι ότι η στατιστική σημαντικότητα των παρατηρήσεων στον ανιχνευτή ATLAS μειώθηκε με βάση τη νέα, πιο συντηρητική ανάλυση. Το μυστήριο πιθανότατα θα διαρκέσει αρκετές ακόμα εβδομάδες, μέχρι να τεθεί εκ νέου σε λειτουργία ο LHC, έπειτα από τις χειμερινές εργασίες συντήρησης και αναβάθμισης. Μέχρι τον Αύγουστο, οι ερευνητές ελπίζουν να έχουν συγκεντρώσει αρκετά δεδομένα για να πουν με βεβαιότητα αν πρόκειται για μεγάλη ανακάλυψη ή μια φάρσα που έπαιξε σε βάρος τους η στατιστική.