U CERN-u otkriveno da određeni kvarkovi krše predviđanja Standardnog modela

Kolaboracija poznata kao eksperiment LHCb u Velikom hadronskom sudaraču objavila je svoj novi intrigantni rezultat istraživanja raspada b kvarkova koji ne može biti objašnjen aktualnim teorijama

Sandro Vrbanus utorak, 23. ožujka 2021. u 14:42

Standardni model subatomskih čestica najbolji je opis temeljne građe tvari koji fizika danas ima, izvanredno je precizan i dobro potvrđen brojnim eksperimentima, no i dalje nije potpun. Još jednu moguću anomaliju ponašanja čestica otkrili su znanstvenici u Velikom hadronskom sudaraču (LHC) u CERN-u. Njihov eksperiment LHCb, koji se bavi proučavanjem raspada dubinskih kvarkova (poznatih i kao b kvark, bottom quark ili beauty quark), čime nastaju mioni i elektroni u jednakom omjeru. Ili se barem tako do sada smatralo.

Naime, znanstvenici s Imperial Collegea London te sveučilišta Bristol i Cambridge u podacima iz sudarača čestica u LHCb detektoru otkrili su da se određene čestice ponašaju suprotno predviđanjima iz Standardnog modela. Dr. Mitesh Patel, jedan od voditelja projekta, kazao je kako su znanstvenici "drhtali kada su prvi put vidjeli rezultate, jer su bili toliko uzbuđeni". Srca su im, kaže, počela ubrzano kucati na pomisao kakve bi sve implikacije ovo otkriće moglo imati na budućnost fizike i otkrivanja nekih novih čestica ili modela. "Ovo je najuzbudljivije otkriće u ovom području u posljednjih 20 godina", kazao je dr. Patel.

Neobičan rezultat otvara nova pitanja

Ono što je najzanimljivije u izmjerenim raspadima b kvarkova jest činjenica da se ne događa ono što Standardni model predviđa, a to je da se iz b kvarka dobiva jednaki udio svakog "okusa" lakših čestica, leptona. "Univerzalnost okusa leptona" u ovom je slučaju narušena, odnosno pokazano je da vjerojatnost nastanka različitih vrsta lakših čestica nije jednaka.

LHCb je zabilježio vrlo rijedak događaj raspada b mezona koji uključuje elektron i pozitron
LHCb je zabilježio vrlo rijedak događaj raspada b mezona koji uključuje elektron i pozitron

Rezultat je na razini statističke signifikantnosti od 3 standardne varijacije (točnije 3,1 sigma), što znači da postoji još samo 0,1% vjerojatnosti da je riječ o pogrešnom mjerenju. Znanstveni standard u ovoj grani je postavljen na 5 sigma, kada se može govoriti o službenom otkriću čija vjerojatnost za pogrešku je 1 naprama 3,5 milijuna.

Dr. Michael McCann, također jedan od voditelja istraživanja, izrazio je nadu da bi ovo otkriće moglo biti potvrđeno, te da ćemo u budućnosti na njega gledati kao na prijelomnu točku nakon koje su došla brojna nova otkrića i odgovori na fundamentalna pitanja o prirodi materije i onih 95% koju još nismo uspjeli detektirati (tamna energija i tamna materija).

Iz kolaboracije LHCb otkriće su opisali kao "intrigantno". Rezultati su predstavljeni na ovotjednoj konferenciji Moriond, te objavljeni u obliku znanstvenog rada, a istraživanje se nastavlja kako bi se rezultati dodatno provjerili. LHC bi s novom rundom sudaranja čestica trebao započeti nagodinu, nakon što se dovrši projekt njegove nadogradnje.