Strona główna Aktualności
Przyroda

Będzie nowa fizyka? Ciekawe wyniki z Wielkiego Zderzacza Hadronów

03.03.2016 Przyroda

Symulacja komputerowa rzadkiego rozpadu mezonu Bs na parę mionów J/psi oraz fi w detektorze LHCb w ośrodku CERN pod Genewą. Źródło: CERN

Świat nowej fizyki wydaje się być coraz bliżej - to wnioski, które mogą wynikać z najnowszych badań nad rzadkimi rozpadami mezonów pięknych. Badania przeprowadzili fizycy pracujący przy akceleratorze LHC, w tym Polacy.

To jeszcze nie jest odkrycie. Coraz więcej wskazuje jednak, że fizycy pracujący przy akceleratorze LHC w ośrodku Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN pod Genewą natrafili na pierwszy ślad fizyki wykraczającej poza dotychczasową teorię budowy materii. Wniosek ten płynie z najnowszej analizy danych zebranych w 2011 i 2012 roku w eksperymencie LHCb. Istotny wkład w analizę wnieśli fizycy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie. O wynikach poinformowali PAP w środę przedstawiciele IFJ PAN.

 

„W żargonie kinowym moglibyśmy powiedzieć, że wcześniej docierały do nas jedynie pewne przecieki z planu filmowego, natomiast teraz LHC wypuścił pierwszy naprawdę porządny zwiastun swojego nadchodzącego przeboju” - mówi prof. dr hab. Mariusz Witek (IFJ PAN).

 

MODELOWE STANDARDY

 

Do opisu budowy materii w skali cząstek elementarnych używa się obecnie Modelu Standardowego, zestawu narzędzi teoretycznych skonstruowanego w latach 70. ubiegłego wieku. Cząstki, które obecnie uważamy za elementarne, pełnią w nim różne funkcje.

 

„Przewidywania formułowane w ramach Modelu Standardowego znakomicie zgadzają się z rzeczywistością. Mimo to jesteśmy pewni, że Model nie jest teorią ostateczną. Nie wyjaśnia, dlaczego cząstki mają takie a nie inne masy, ani dlaczego fermiony tworzą wyraźne rodziny. Skąd się wzięła dominacja materii nad antymaterią we współczesnym Wszechświecie? Czym jest ciemna materia? To kolejne pytania bez odpowiedzi. Co więcej, w Modelu w ogóle nie ma grawitacji!” - mówi prof. Witek.

 

ZAMIANA NA NOWSZY MODEL

 

Naukowcy pracujący przy LHC koncentrowali się dotychczas na poszukiwaniu bozonu Higgsa (eksperymenty ATLAS i CMS), poznawaniu różnic między materią a antymaterią (eksperyment LHCb) oraz badaniach plazmy kwarkowo-gluonowej (eksperyment ALICE). Obecnie coraz więcej uwagi poświęca się wykryciu cząstek elementarnych spoza Modelu Standardowego. W eksperymentach ATLAS i CMS cząstki te próbuje się rejestrować bezpośrednio. Jest jednak możliwe, że masy nowych cząstek są zbyt duże w stosunku do możliwości akceleratora LHC.

 

Wtedy jedynym sposobem wykrycia nowej fizyki byłoby znalezienie nie samych nowych cząstek, a zjawisk, których przebieg można byłoby tłumaczyć ich udziałem. Mogłyby to być zjawiska dotychczas nieznane, ale nowa fizyka mogłaby także zmieniać prawdopodobieństwo zachodzenia zjawisk już znanych bądź wpływać na ich przebieg.

 

B. PIĘKNA ANOMALIA

 

Jeszcze w 2011 roku, tuż po zebraniu pierwszych danych w eksperymencie LHCb, zauważono ciekawą anomalię związaną z mezonami pięknymi B, o której poinformowano na stronie WWW eksperymentu. Mezony te składają się z powszechnego w naturze kwarka dolnego (jednego ze składników protonów i neutronów) oraz antykwarka pięknego, wytwarzanego w akceleratorach. Jako cząstki zbudowane z par kwark-antykwark, mezony są układami nietrwałymi i szybko się rozpadają. Anomalię zaobserwowano w jednym z rozpadów mezonów B, prowadzącym do powstania m. in. dwóch mionów.

 

Dr inż. Marcin Chrząszcz z IFJ PAN, jeden z głównych autorów obecnej analizy, zaproponował alternatywną metodę, która powinna lepiej spisać się w opisie stanu końcowego rozpadu mezonów B na dwa miony. Badania po stronie polskiej finansowane były przez Narodowe Centrum Nauki oraz z Diamentowego Grantu dr. inż. Marcina Chrząszcza.

 

ODCHYŁ, ALE JESZCZE W NORMIE

 

„Przy poszukiwaniach nowych zjawisk lub cząstek przyjmuje się, że efekt różniący się od przewidywań o ponad trzy odchylenia standardowe – 3 sigma – stanowi wskazówkę, ale o odkryciu można mówić dopiero wtedy, gdy dokładność wzrośnie powyżej 5 sigma. Mówiąc nieco inaczej, 5 sigma oznacza prawdopodobieństwo mniejsze niż jeden do trzech i pół miliona, że przypadkowa fluktuacja da wynik taki jak obserwowany. Przy obecnie znalezionej liczbie takich rozpadów i dokładności naszej analizy odchylenie sięga ponad 3,7 sigma. Jeszcze nie możemy mówić o odkryciu, ale z pewnością mamy interesującą wskazówkę” - mówi dr Chrząszcz.

 

Naukowcy próbują więc wyjaśnić zaobserwowany efekt. Wśród teoretyków najpopularniejsza jest hipoteza o istnieniu nowego bozonu pośredniczącego Z' (zet prim), zaangażowanego w rozpad mezonów B. To bozon, którego istnienia nie uwzględnia Model Standardowy. Jednak wciąż nie jest wykluczone, że efekt da się wyjaśnić w ramach Modelu Standardowego, nie odnosząc się do nowych, nie ujętych w nim cząstek.

 

LHC rozpoczął ostatnio nowy cykl pracy i zderza protony z coraz większymi energiami. Pod koniec tego roku do rąk fizyków powinna trafić kolejna porcja danych dotyczących rozpadów mezonów B, a dwa - trzy lata później pojawią się ostateczne analizy. Nie jest wykluczone, że wtedy nowa fizyka stanie się faktem. „To jak w dobrym kinie: nikt nie wie, jaki będzie finał, ale wszyscy nie mogą się go doczekać” - podsumowuje prof. Witek.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

lt/ ula/

Podziel się
Ocena: 1 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 1
Skomentuj Zobacz wszystkie   Dyskutuj na forum

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: fotografii, materiałów video oraz informacji z kategorii "Świat".

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

O relacjach pełną parą! "Siła duetów" O relacjach pełną parą! "Siła duetów"

Czy historię ludzkości tworzą sami samotni geniusze? Nie! Po prostu łatwiej o nich opowiadać historie. Ale świat nie jest taki prosty! W dokonywaniu przełomów liczą się też relacje między ludźmi, spośród których najbardziej podstawową jest relacja dwóch osób - zauważa w książce "Siła duetów" Joshua Wolf Shenk.

Więcej

Myśl na dziś

Nigdy nie wątpi ten tylko, kto nic nie wie.
Cyceron

Nasz blog

Z rąk do rąk: od rzymskich czyściochów do czerwonoarmistów Z rąk do rąk: od rzymskich czyściochów do czerwonoarmistów

Twierdza w dzisiejszym Gonio w zachodniej Gruzji świetnie pełniła swą funkcję przez dwa tysiące lat: najpierw rzymscy legioniści bronili z niej granic cesarstwa przed niepokornymi mieszkańcami Kolchidy, a w czasach znacznie nam bliższych – czerwonoarmiści strzegli z niej granic ZSRR przed imperialistami. Sekrety tego stanowiska właśnie poznają polscy archeolodzy.

Więcej

Tagi