Τρίτη, 18 Απριλίου 2017

Ενδείξεις νέας φυσικής πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου. LHCb finds new hints of possible Standard Model deviations

The LHCb experiment finds intriguing anomalies in the way some particles decay. If confirmed, these would be a sign of new physics phenomena not predicted by the Standard Model of particle physics. The observed signal is still of limited statistical significance, but strengthens similar indications from earlier studies. Forthcoming data and follow-up analyses will establish whether these hints are indeed cracks in the Standard Model or a statistical fluctuation. The LHCb cavern (Image: Maximilien Brice/CERN)

Tο πείραμα LHCb βρήκε ενδιαφέρουσες ανωμαλίες στον τρόπο με τον οποίο διασπώνται ορισμένα σωματίδια. Εάν επιβεβαιωθεί αυτός ο τρόπος διάσπασης, θα είναι μια ένδειξη για νέα φαινόμενα στην φυσική που δεν προβλέπονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής.

Το παρατηρούμενο σήμα είναι μέχρι στιγμής περιορισμένης στατιστικής σημασίας, αλλά συμφωνεί με παρόμοιες ενδείξεις προηγούμενων πειραμάτων. Η επιπλέον συλλογή και ανάλυση των δεδομένων θα καθορίσει αν πρόκειται για αληθινή ρωγμή του Καθιερωμένου Προτύπου ή είναι απλά μια στατιστική διακύμανση.

Σήμερα, σε ένα σεμινάριο στο CERN, οι ερευνητές του LHCb παρουσίασαν τα νέα πολυαναμενόμενα αποτελέσματα για μια διάσπαση των μεσονίων B0, που παράγονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων προβλέπει την πιθανότητα των διαφόρων τρόπων διάσπασης του εν λόγω μεσονίου, και οι πιθανές διαφοροποιήσεις με τα πειραματικά δεδομένα θα σηματοδοτήσουν νέα φυσική.

Το πείραμα LHCb εξέτασε τις διασπάσεις των μεσονίων B0 προς ένα διεγερμένο καόνιο και σε ένα ζεύγος ηλεκτρονίων ή μιονίων. Το μιόνιο είναι 200 φορές βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο, αλλά στο Καθιερωμένο Πρότυπο οι αλληλεπιδράσεις του είναι κατά τα άλλα πανομοιότυπες με εκείνες του ηλεκτρονίου (μια ιδιότητα που είναι γνωστή ως lepton universality).

Η θεωρητική πρόβλεψη είναι ότι, εκτός από μια μικρή και υπολογίσιμη διαφορά λόγω διαφοράς μαζών μιονίων-ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια και τα μιόνια θα πρέπει να παράγονται με την ίδια πιθανότητα σε αυτή τη συγκεκριμένη διάσπαση μεσονίων B0. Όμως τα πειραματικά δεδομένα του LHCb δείχνουν πως οι διασπάσεις που δίνουν μιόνια συμβαίνουν σπανιότερα.

Ας σημειωθεί πως η στατιστική των δεδομένων (2,2 έως 2,5 σ) δεν είναι αρκετή για την οριστική αποδοχή του φαινομένου.  Οι νέες μετρήσεις που θα ακολουθήσουν θα δώσουν μεγαλύτερο δείγμα δεδομένων και η στατιστική θα είναι επαρκής για την επιβεβαίωση (ή μη) της φυσικής πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου.