Hatalmas az izgalom a CERN-nél

cern_large_collider617587

A Nagy Hadronütköztető két detektorában is szokatlan jeleket találtak nagy energiájú proton-proton ütközésekben. Az adatok utalhatnak egy teljesen váratlan, új részecskére, azonban egyelőre valószínűbb, hogy csak véletlen egybeesésről van szó.

A Nagy Hadronütköztető (LHC) kísérletei során különféle, nagy sebességre gyorsított  részecskéket ütköztetnek egymásnak, majd detektorokkal észlelik az ütközések során keletkezett részecskéket. Maga az ütközés és a detektálás igen gyors folyamat, azonban a kapott óriási adathalmaz kiértékelése hosszú időt vesz igénybe.
Egy december 15-i szemináriumon a kutatók arról számoltak be a szűk szakmai közönségnek, hogy mire jutottak az idei 13 TeV-os proton-proton ütközések előzetes kiértékelésében az ATLAS és a CMS nevű detektorok adatai alapján.

“Általában minden megfelel a várakozásoknak és nem látunk semmi olyat, ami eltérne a most már a Higgs-bozonnal kibővített standard modelltől” – mondta el Siklér Ferenc, aki az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatójaként maga is a CERN CMS detektorának adatait elemzi. – “Ezúttal azonban a több száz közül az egyik keresési csatornában mindkét detektor (az ATLAS és a CMS) hasonló helyen talált egy kis többletet, ami akkor jöhetne létre, ha létezne egy nagyjából 750 GeV tömegű, a Higgs-bozonnál hatszor nehezebb részecske, amely két fotonra bomlik.”

A részecskefizikus elmondása szerint ekkora tömegű, két fotonra bomló részecskét senki sem várt, ellentétben a Higgs-bozonnal, melyről nagyjából sejtették, hol kell keresni. Persze vannak elméletek, melyekben kényelmesen elférne egy ilyen részecske – ezekből hármat is felsorolt Siklér Ferenc:
lehetne szó egy újfajta, nehéz kvarkokhoz csatolódó Higgs-szerű részecskéról – az ismert Higgs-bozon egy hatszor nehezebb testvéréről;
köze lehetne egyes magasabb dimenziós elméletek (Randall–Sundrum, 5D) gravitonjához, vagyis a tömegvonzást közvetítő feltételezett elemi részecskéhez;
de illeszkedhet egyes kiterjesztett szuperszimmetrikus modellekbe is.

Aki azonban azt hinné, küszöbön áll egy, “a Higgs-bozonnál is nagyobb felfedezés”, annak egyelőre le kell hűtenünk a várakozásait. A kutató szerint ugyanis több jel mutat arra, hogy leginkább a véletlen játékáról lehet szó, hiszen
az eltérések mértéke statisztikai értelemben nem tekinthető kiemelkedően nagynak;
több száz keresési csatorna egyidejű megfigyelésénél előfordulhat, hogy ugyanaz a véletlen fluktuáció két helyen is felbukkan;
a korábbi, kisebb energiájú (7 és 8 TeV-os) ütközéseknél nem jelentek meg ilyen eltérések.

Siklér Ferenc szerint biztosat csak nagyobb adatmennyiség elemzése után, talán a jövő év végére tudhatunk meg az eltérések eredetéről. Addig csak reménykedhetünk benne, hogy valóban új részecskével állunk szemben, hiszen ez közelebb vihetne a részecskefizika még meglevő problémáinak megoldásához, így talán azt is megérthetnénk, miért különböznek annyira az elemi részecskék tömegei.

Forrás: MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont