Ja jūs domājāt, ka kādiem kvantu atklājumiem būs jāgaida, līdz 2009. gadā tiks ieslēgts lielais hadronu sadursme (LHC), jūs kļūdāties. Šķiet, ka Tevatron daļiņu paātrinātājs Fermilabā Batavia, Ilinoisā, ir atklājis…
…kaut kas.
Tevatrona zinātnieki nevēlas gūt jaunus rezultātus no Fermilaba (CDF) sadursmju detektora kā “jauns atklājums”, jo tie vienkārši ir nezinu ko liecina viņu rezultāti. Protonu un anti-protonu sadursmju laikā CDF novēroja apakšējo kvarku un apakšējo anti-kvarku sabrukšanu muonos. Tomēr CDF zinātnieki atklāja kaut ko dīvainu. Par daudz sadursmes radīja muonus, un muonus popping eksistēt ārpus staru caurules…
Tevatron tika atvērts 1983. gadā, un šobrīd tas ir visspēcīgākais daļiņu paātrinātājs pasaulē. Tas ir vienīgais sadursmes līdzeklis, kas protonus un anti-protonus var paātrināt līdz 1 TeV enerģijai, taču to pārspēs LHC, kad tas beidzot darbosies kaut kad nākamā gada sākumā. Kad LHC būs tiešsaistē, apakšatomu liesma tiks nodota Eiropas paātrinātājam, un Tevatron tiks sagatavots demontāžai kādu laiku 2010. gadā. Bet pirms šī jaudīgā iekārta tiks slēgta, tā vēl kādu laiku turpinās zondēt.
Nesenajos protonu sadursmes eksperimentos zinātnieki, izmantojot CDF, sāka redzēt kaut ko tādu, ko viņi nevarēja izskaidrot ar mūsu pašreizējo mūsdienu fizikas izpratni.
Daļiņu sadursmes notiek 1,5 cm platā “staru caurulē”, kas saduras ar relativistiskām daļiņu sijām un fokusē tās uz punktu, kur notiek sadursme. Pēc sadursmes iegūto daļiņu aerosolu nosaka apkārtējie elektronikas slāņi. Tomēr CDF komanda pēc sadursmes atklāja pārāk daudz muonu. Plus, muoni tika ģenerēti neizskaidrojami ārpusē staru kūli, kurā nav atklātas sliedes CDF detektoru iekšējos slāņos.
CDF pārstāvis Džeikobo Konigsbergs vēlas uzsvērt, ka pirms paskaidrojuma saņemšanas ir jāveic vēl vairākas izmeklēšanas. “Mēs to neesam izslēguši ikdienišķu skaidrojumu, un es gribu to skaidri pateikt," viņš teica.
Tomēr teorētiķi nav tik rezervēti un ir ļoti satraukti par to, ko tas varētu nozīmēt apakšatomu daļiņu standarta modelim. Ja atklājas, ka šie liekie mūoni ir pareizi, “nezināmās” daļiņas kalpošanas laiks ir 20 pikosekundi, un tā spēj novirzīt 1 cm caur staru caurules malu un pēc tam sadalīties muonos.
Dan Hooper, cits Fermilab zinātnieks, norāda, ka, ja šī patiešām ir iepriekš nezināma daļiņa, tas būtu milzīgs atklājums. “Centimetrs ir tāls ceļš, lai vairums daļiņu veidotu to pirms sabrukšanas, ”Saka. “Par to ir pāragri daudz ko teikt. Tomēr, ja izrādās, ka pastāv jauna “ilgstoša” daļiņa, tas būtu ļoti liels darījums.”
Neāls Veiners no Ņujorkas universitātes piekrīt Hooperam. “Ja tas ir pareizi, tas ir vienkārši neticami aizraujoši," viņš saka. “Tas būtu fizikas rādītājs, iespējams, pat interesantāks, nekā mēs jau iepriekš esam uzminējuši.”
Daļiņu paātrinātājiem ir sena vēsture, kas dod negaidītus rezultātus, iespējams, tas varētu būt rādītājs daļiņai, kurai iepriekš netika pievērsta uzmanība, vai vēl interesantāk, netiek prognozēts. Protams, zinātnieki ātri postulē, ka aiz visa tā varētu būt tumšā matērija.
Veiners kopā ar kolēģi Nima Arkani-Hamedu ir noformulējis modeli, kas paredz tumšās matērijas daļiņu esamību Visumā. Viņu teorijā tumšās vielas daļiņas mijiedarbojas savā starpā ar spēku nesošām daļiņām, kuru masa ir aptuveni 1 GeV. Ir aprēķināts, ka ārpus staru caurules radītie CDF muoni tiek ražoti no “nezināmām” sagruvušām sākotnējām daļiņām, kuru masa ir aptuveni 1 GeV.
Salīdzinājums ir pārsteidzošs, bet Veiners ātri norāda, ka, lai CDF rezultātus varētu saistīt ar tumšo vielu, ir nepieciešams vairāk darba. “Mēs cenšamies to izdomāt," viņš teica. “Bet mani satrauktu CDF dati neatkarīgi no tā.”
Varbūt mums nav jāgaida LHC, iespējams, tiks atklāta jauna fizika, pirms pilnīgi jauns CERN akselerators tiek saremontēts…
Avots: Jaunais zinātnieks
