Hvis du trodde at kvantefunn måtte vente til Large Hadron Collider (LHC) ble slått på igjen i 2009, ville du ta feil. Det ser ut til at Tevatron-partikkelakseleratoren ved Fermilab i Batavia, Illinois, har oppdaget ...
…noe.
Forskere ved Tevatron er tilbakeholdne med å hente frem nye resultater fra Collider Detector ved Fermilab (CDF) som en "ny oppdagelse", fordi de ganske enkelt vet ikke hva resultatene antyder. Under kollisjoner mellom protoner og antiprotoner overvåket CDF forfallet av bunnkvarkene og bunnantikvarkene til muoner. Imidlertid avdekket forskere fra CDF noe rart. For mange muoner ble generert av kollisjonene, og muoner ble det dukker opp til eksistensen utenfor bjelkerøret…
Tevatron ble åpnet i 1983 og er i dag den kraftigste partikkelakseleratoren i verden. Det er den eneste kollideren som kan akselerere protoner og antiprotoner til 1 TeV-energier, men den vil bli overgått av LHC når den endelig tas i bruk en gang tidlig neste år. Når LHC går på nettet, vil den underatomiske flammen føres til den europeiske akseleratoren og Tevatronen vil være forberedt på å ta av drift i noen tid i 2010. Men før dette kraftige anlegget stenger, vil det fortsette å undersøke saken en liten stund ennå.
I nylige protonkollisjonseksperimenter begynte forskere som bruker CDF å se noe de ikke kunne forklare med vår nåværende forståelse av moderne fysikk.
Partikkelkollisjonene oppstår inne i det 1,5 cm brede "bjelkerøret" som kolliderer de relativistiske partikkelstrålene og fokuserer dem til et punkt for kollisjonen. Etter kollisjonen blir den resulterende sprayen av partikler oppdaget av de omkringliggende lagene av elektronikk. CDF-teamet oppdaget imidlertid for mange muoner som ble generert etter kollisjonen. I tillegg ble muoner generert på en uforklarlig måte utenfor strålerøret uten spor påvist i de innerste lagene av CDF-detektorer.
CDF-talsperson Jacobo Konigsberg, er opptatt av å understreke at flere undersøkelser må gjøres før en forklaring kan komme frem. “Vi har ikke utelukket en hverdagsk forklaring på dette, og jeg vil gjøre det veldig tydelig," han sa.
Teoretikere er imidlertid ikke så forbeholdt og er veldig begeistret for hva dette kan bety for standardmodellen for subatomære partikler. Hvis deteksjonen av disse overskytende muonene viser seg å være riktig, har den "ukjente" partikkelen en levetid på 20 pikosekunder og har muligheten til å bevege seg 1 cm, gjennom siden av bjelkerøret, og deretter forfalle til muoner.
Dan Hooper, en annen forsker fra Fermilab, påpeker at hvis dette virkelig er en tidligere ukjent partikkel, ville det være et stort funn. “En centimeter er en lang vei for de fleste typer partikler å lage den før de råtner," sier . “Det er for tidlig å si mye om dette. Når det er sagt, hvis det viser seg at en ny ‘langvarig’ partikkel eksisterer, ville det være en veldig stor avtale.”
Neal Weiner fra New York University er enig med Hooper. “Hvis dette stemmer, er det bare utrolig spennende," han sier. “Det ville være en indikasjon på fysikk kanskje enda mer interessant enn vi har gjettet på forhånd.”
Partikkelakseleratorer har en lang historie med å produsere uventede resultater, kanskje dette kan være en indikator på en partikkel som tidligere har blitt oversett, eller mer interessant, ikke spådd. Naturligvis er forskere raske med å oppgi at mørk materie kan ligge bak alt dette.
Weiner har sammen med kollega Nima Arkani-Hamed formulert en modell som spår eksistensen av mørke stoffpartikler i universet. I teorien samhandler mørke stoffpartikler seg imellom via kraftbærende partikler med en masse på omtrent 1 GeV. CDF-muonene som er generert utenfor strålerøret er beregnet for å bli produsert av en "ukjent" forfallende overordnet partikkel med en masse på omtrent 1 GeV.
Sammenligningen er slående, men Weiner er rask med å påpeke at mer arbeid er nødvendig før CDF-resultatene kan knyttes til mørk materie. “Vi prøver å finne ut av det," han sa. “Men jeg ville bli begeistret av CDF-data uansett.”
Kanskje vi ikke trenger å vente på LHC, noe ny fysikk kan bli avdekket før den splitter nye CERN-akseleratoren til og med er reparert ...
Kilde: New Scientist
