Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) επαναλειτουργεί από χθες (22/4) μετά από τριετή διακοπή και αναμένεται να επιλύσει ένα επιστημονικό αδιέξοδο σχετικά με το αν μια μυστηριώδης ανωμαλία θα μπορούσε να υποδείξει την ύπαρξη μιας πέμπτης θεμελιώδους δύναμης της φύσης.
Τα ευρήματα που αναφέρθηκαν πέρυσι, αναζωπύρωσαν τις ελπίδες ότι ο επιταχυντής θα μπορούσε να προσφέρει μια δεύτερη ανακάλυψη-κλειδί, μια δεκαετία μετά το μποζόνιο Higgs.
«Προχωράμε σε αυτόν τον ‘αγώνα’ με μεγαλύτερη αισιοδοξία ότι μπορεί να βρισκόμαστε μπροστά σε μια επαναστατική ανακάλυψη», δήλωσε στην «Guardian» ο Δρ. Μιτές Πατέλ, φυσικός στο Imperial College του Λονδίνου, η ομάδα του οποίου ήταν υπεύθυνη για την περσινή έρευνα.
Μέχρι στιγμής, όλα όσα ανακαλύφθηκαν στον LHC – συμπεριλαμβανομένου του μποζονίου Higgs – συμφωνούσαν με το λεγόμενο καθιερωμένο μοντέλο. Αυτό αποτελεί το θεμέλιο της σωματιδιακής φυσικής από τη δεκαετία του 1970, αλλά είναι γνωστό ότι είναι ελλιπές, επειδή δεν εξηγεί μερικά από τα βαθύτερα μυστήρια της φυσικής, όπως η φύση της σκοτεινής ύλης.
Ωστόσο, τα δεδομένα που συλλέχθηκαν στο πείραμα LHCb, έναν από τους τέσσερις τεράστιους ανιχνευτές σωματιδίων στο Cern της Ελβετίας, φάνηκε να δείχνουν ότι τα σωματίδια συμπεριφέρονται με τρόπο που δεν μπορεί να εξηγηθεί από το καθιερωμένο μοντέλο.
Το πείραμα εξέτασε τη διάσπαση των σωματιδίων που ονομάζονται «όμορφα κουάρκ», τα οποία προβλέπεται να διασπώνται με τον ίδιο ρυθμό σε ηλεκτρόνια και τα βαρύτερα «ξαδέλφια» τους, τα μιόνια. Ωστόσο, τα όμορφα κουάρκ φάνηκε να μετατρέπονται σε μιόνια 15% λιγότερο συχνά, γεγονός που υποδηλώνει ότι ένας άγνωστος παράγοντας – ενδεχομένως μια νέα δύναμη – έγειρε την πλάστιγγα. Δύο από τους κορυφαίους υποψηφίους περιλαμβάνουν υποθετικά σωματίδια που μεταφέρουν δύναμη και ονομάζονται λεπτόκουαρκ ή Ζ.
«Το διακύβευμα είναι εξαιρετικά υψηλό», δήλωσε ο Πατέλ. «Αν το επιβεβαιώσουμε αυτό, θα είναι μια επανάσταση που δεν έχουμε ξαναδεί».
Προτού ο LHC απενεργοποιηθεί για αναβάθμιση το 2018, η ομάδα συνέλεξε αρκετά δεδομένα που υποδηλώνουν ότι οι πιθανότητες να προκύψει τυχαία ένα τέτοιο αποτέλεσμα, ήταν περίπου μία στις χίλιες. Όμως, το χρυσό πρότυπο για τη σωματιδιακή φυσική έχει πιο αυστηρό επίπεδο εμπιστοσύνης (ένα προς 3,5 εκατομμύρια), που σημαίνει ότι χρειάζονται περισσότερα δεδομένα προτού ανακοινωθεί επισήμως μια τέτοια ανακάλυψη. Επιπλέον, μια άγνωστη δυσλειτουργία ή πρόβλημα στο πείραμα θα μπορούσε να εξηγήσει αυτά τα ευρήματα.
Τον τελευταίο χρόνο, η προσδοκία έχει κορυφωθεί από περαιτέρω ενδιαφέρουσες ενδείξεις φυσικής πέρα από το καθιερωμένο μοντέλο, που παρατηρήθηκαν σε άλλα πειράματα, συμπεριλαμβανομένων πρόσφατων ανεξήγητων ευρημάτων στο Fermilab.
«Φαίνεται να υπάρχει μια συλλογή από αδικαιολόγητα στοιχεία τώρα», δήλωσε ο καθηγητής Τζον Μπάτεργουορθ στο University College του Λονδίνου, ο οποίος εργάζεται στο πείραμα Atlas του LHC. «Αυτό με έκανε να αρχίσω να πιστεύω ότι μπορεί να υπάρχει κάτι εκεί έξω, σε απόσταση αναπνοής».
Αν ο LHC αποτύχει να αποκαλύψει νέα επιστημονικά δεδομένα πέρα από το καθιερωμένο μοντέλο, είπε ο καθηγητής, αυτό δεν θα αποτελέσει αποτυχία, αλλά θα οδηγήσει το πεδίο «σε ένα μικρό αδιέξοδο» σχετικά με το πού να ψάξει στη συνέχεια.
Η τρίτη πειραματική διαδικασία που αναμένεται να διαρκέσει έως το 2026, ακολουθεί μια αναβάθμιση που περιλάμβανε την εγκατάσταση πρόσθετων ισχυρών μαγνητών σχεδιασμένων να συμπιέζουν τα πρωτόνια μέσα στον επιταχυντή, σε λεπτότερες, πυκνότερες δέσμες. Αυτό θα αυξήσει τον ρυθμό σύγκρουσης των σωματιδίων στο εσωτερικό του επιταχυντή, πράγμα που σημαίνει ότι οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να παρατηρούν σπανιότερα γεγονότα με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Ο Ασουτός Κότγουαλ, πειραματικός σωματιδιακός φυσικός στο Πανεπιστήμιο Duke στις ΗΠΑ και συν-επικεφαλής μιας ερευνητικής ομάδας στο πείραμα Atlas του LHC, δήλωσε ότι «οι δυνατότητες για την ανακάλυψη νέων ιδεών είναι ακόμα τόσο μεγάλες. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα δεδομένα που έχουμε συλλέξει μέχρι στιγμής είναι μόνο το ένα δέκατο του συνόλου που σχεδιάζουμε. Είναι πολύ νωρίς για να χάνουμε το κουράγιο μας».
ΠΗΓΗ: The Guardian
www.ertnews.gr
Εύη Τσιριγωτάκη