„Nedavna istraživanja koja provodimo na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) u Evropskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN) u Ženevi sugerišu da smo možda sve bliže dokazima nove, do sada neotkrivene fizike. Ako budu potvrđeni, ovi rezultati bi mogli dovesti u pitanje Standardni model, teoriju koja već 50 godina dominira fizikom čestica. Naši nalazi ukazuju na to da se određene subatomske čestice ponašaju na način koji nije u skladu sa Standardnim modelom“, napisali su William Barter sa Univerziteta u Edinburgu i Mark Smith sa Imperijalnog koledža u Londonu za The Conversation.
Fundamentalne čestice su osnovni gradivni blokovi materije i ne mogu se dijeliti na manje dijelove. Njihove interakcije određuju četiri fundamentalne sile: gravitacija, elektromagnetizam, slaba i jaka nuklearna sila.
LHC je ogroman akcelerator čestica dug 27 kilometara, smješten u kružnom tunelu ispod francusko-švicarske granice. Njegov cilj je da pronađe „pukotine“ u Standardnom modelu.
Iako je Standardni model naše najbolje trenutno razumijevanje čestica i sila, on nije potpun, ne objašnjava gravitaciju ni tamnu materiju, nevidljivu supstancu koja čini oko 25% svemira.
U LHC-u se protoni sudaraju pri ogromnim brzinama kako bi se tražili tragovi nove fizike. Novi rezultati dolaze iz LHCb eksperimenta, gdje se analiziraju produkti tih sudara.
Raspad B-mezona i moguća anomalija
Istraživanje se fokusira na raspad subatomskih čestica zvanih B-mezoni. Utvrđeno je da se određeni načini njihovog raspada ne slažu sa predviđanjima Standardnog modela.
Standardni model je zasnovan na kvantnoj mehanici i specijalnoj teoriji relativnosti, a fizičari ga testiraju poređenjem preciznih mjerenja sa teorijskim predviđanjima.
Iako se već decenijama nije pronašla ozbiljna „pukotina“ u teoriji, novi podaci možda ukazuju na izuzetak.
Naša mjerenja pokazuju odstupanje od oko četiri standardne devijacije u odnosu na očekivanja Standardnog modela — što znači da postoji vrlo mala vjerovatnoća (oko 1 prema 16.000) da je rezultat slučajan.
Ipak, to još nije naučni „zlatni standard“ od pet sigma (oko 1 prema 1,7 miliona), ali dodatni podaci iz CMS eksperimenta daju slične naznake.
„Pingvin“ raspadi
Rezultati se odnose na rijetki tip procesa poznat kao elektroslabi „pingvin“ raspad B-mezona, u kojem se čestica raspada na kaon, pion i dva miona.
Naziv „pingvin“ dolazi iz oblika dijagrama koji, uz malo mašte, podsjeća na pingvina.
Ovi procesi su izuzetno rijetki i osjetljivi na moguće efekte novih, još neotkrivenih čestica.
Takve čestice ne moraju biti direktno proizvedene u sudaraču, ali mogu uticati na rezultate mjerenja.
Šta bi to moglo značiti
Ako se rezultati potvrde, mogli bi ukazivati na postojanje novih čestica poput leptokvarkova ili drugih egzotičnih formi materije koje bi proširile Standardni model.
Međutim, i dalje postoje teorijske neizvjesnosti, posebno u vezi sa tzv. „šarmantnim pingvinima“, koji otežavaju precizna predviđanja.
Dalja istraživanja
Istraživači su analizirali oko 650 milijardi raspada B-mezona, a LHCb je od tada prikupio još tri puta više podataka.
U narednim godinama i decenijama, uz nadogradnje LHC-a, očekuje se još veća količina podataka koja bi mogla konačno potvrditi ili opovrgnuti ove anomalije i potencijalno otvoriti vrata novoj fizici.