Cel mai mare accelerator de particule din lume a făcut o descoperire care ar putea revoluționa fizica

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

O descoperire realizată la Large Hadron Collider (LHC) din cadrul CERN ar putea rescrie manualele de fizică. Datele recente sugerează că fizicienii au obținut cele mai clare dovezi de până acum privind existența unei „noi fizici”.

Aceasta funcționează dincolo de Modelul Standard, teoria fundamentală ce guvernează înțelegerea particulelor și forțelor din Univers în ultimele cinci decenii.

Modelul Standard este cea mai bună ecuație a omenirii pentru descrierea structurii subatomice a materiei. Construit pe pilonii mecanicii cuantice și ai relativității restrânse a lui Einstein, el clasifică particulele elementare și explică modul în care trei dintre cele patru forțe fundamentale interacționează: electromagnetismul, forța nucleară slabă și forța nucleară puternică.

Cu toate acestea, modelul este incomplet. El ignoră complet gravitația și nu oferă nicio explicație pentru materia întunecată sau energia întunecată, care alcătuiesc împreună aproximativ 95% din cosmos.

De mai bine de 50 de ani, cercetătorii folosesc acceleratoare de particule pentru a găsi o fisură în această teorie, însă modelul a rezistat tuturor testelor stricte. Până în prezent.

Noua breșă provine de la experimentul LHCb, unde fascicule de protoni sunt izbite la viteze apropiate de cea a luminii în interiorul unui tunel circular de 27 de kilometri situat sub granița franco-elvețiană, scrie Sciencedaily.

Descoperirea care va schimba înțelegerea fundamentală a Universului

Fizicienii au studiat un proces extrem de rar: dezintegrarea sau transformarea unor particule instabile numite mezoni B. În mod specific, cercetătorii au monitorizat cum un mezon B se transformă în alte patru particule: un kaon, un pion și doi muoni.

Acest proces, supranumit de fizicieni „degradare pinguin” datorită formei diagramelor Feynman asociate, implică transformarea unui quark. În Modelul Standard, acest eveniment este miraculos de rar: se produce o singură dată la fiecare milion de dezintegrări.

Măsurând unghiurile și energiile particulelor rezultate, echipa de la CERN a descoperit că modul de manifestare al acestora contrazice flagrant calculele teoretice. Deviația înregistrată are o semnificație statistică de patru sigma (patru deviații standard).

„În termeni clari, luând în calcul toate erorile experimentale și teoretice, există o șansă de doar 1 la 16.000 ca această anomalie să fie o simplă eroare sau o fluctuație întâmplătoare a datelor”, notează autorii studiului din Physical Review Letters.

Un proces extrem de rar

Deși pragul oficial pentru a declara o descoperire științifică este de cinci sigma (o șansă la 1,7 milioane), suspansul crește deoarece un alt experiment independent, CMS, a raportat indicii similare.

Pentru a explica acest comportament bizar al mezonilor B, teoreticienii iau în calcul existența unor forțe sau particule necunoscute, mult mai grele decât cele pe care LHC le poate produce direct.

Printre favoriți se numără leptoquarkurile, particule ipotetice capabile să unească direct cele două familii mari de materie: leptonii (cum sunt electronii și muonii) și quarkurile.

Deși mai rămân întrebări legate de contribuția unor interferențe secundare din Modelul Standard, viitorul sună promițător. Din 2018 și până în prezent, LHCb a acumulat de trei ori mai multe date, iar upgrade-urile planificate pentru anii 2030 vor mări setul de date de 15 ori, oferind răspunsul definitiv care va schimba înțelegerea fundamentală a Universului.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cel mai puternic accelerator de particule din lume a dezvăluit materia primordială de după Big Bang

CERN a descoperit o nouă particulă după modernizarea acceleratorului de particule Large Hadron Collider

Un fenomen extrem de rar tocmai a fost observat la acceleratorul de particule de la CERN

Materia întunecată s-ar putea ascunde în Acceleratorul de Particule de la Geneva