Herhangi bir kuantum keşifin 2009'da Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) tekrar açılana kadar beklemesi gerektiğini düşünüyorsanız, yanılıyorsunuz. Görünüşe göre Illinois, Batavia'daki Fermilab'daki Tevatron parçacık hızlandırıcısı…
…bir şey.
Tevatron'daki bilim adamları, Fermilab'daki Çarpıştırıcı Detektöründen (CDF) yeni sonuçları basitçe "yeni bir keşif" olarak görmek istemiyorlar. bilmemek sonuçları ne gösteriyor. Protonlar ve anti-protonlar arasındaki çarpışmalar sırasında CDF, alt kuarkların ve alt anti-kuarkların müonlara bozunmasını izliyordu. Ancak, CDF bilim adamları garip bir şey ortaya çıkardılar. Çok fazla müonlar çarpışmalar tarafından üretiliyordu ve müonlar kiriş borusunun dışında var olmak…
Tevatron 1983'te açıldı ve şu anda dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı. Protonları ve anti-protonları 1 TeV enerjisine hızlandırabilen tek çarpıştırıcıdır, ancak nihayet önümüzdeki yılın başlarında faaliyete geçtiğinde LHC tarafından aşılacaktır. LHC çevrimiçi olduktan sonra, atom altı alevi Avrupa hızlandırıcısına geçecek ve Tevatron 2010'da bir süre hizmetten çıkarılmaya hazır olacak. Ancak bu güçlü tesis kapanmadan önce, bir süre konuyu araştırmaya devam edecek.
Son proton çarpışma deneylerinde, CDF kullanan bilim adamları, mevcut modern fizik anlayışımızla açıklayamayacakları bir şey görmeye başladılar.
Parçacık çarpışmaları, rölativistik parçacık ışınlarını toplayan ve bunları çarpışmanın gerçekleşeceği bir noktaya odaklayan 1.5 cm genişliğindeki "ışın borusu" içinde meydana gelir. Çarpışmadan sonra, ortaya çıkan parçacık spreyi, etrafındaki elektronik katmanları tarafından tespit edilir. Ancak CDF ekibi çarpışmadan sonra çok fazla müon üretildiğini tespit etti. Ayrıca müonlar açıklanamaz şekilde üretiliyordu dışarıda CDF dedektörlerinin en iç katmanlarında iz bulunmayan ışın borusu.
CDF sözcüsü Jacobo Konigsberg, bir açıklamaya ulaşılmadan önce daha fazla soruşturmanın yapılması gerektiğini vurgulamak istiyor. “Bunun için sıradan bir açıklama yapmadık ve bunu çok netleştirmek istiyorumDedi.
Bununla birlikte, teorisyenler bu kadar ayrılmış değildir ve bunun atom altı parçacıkların Standart Modeli için ne anlama gelebileceği konusunda çok heyecanlılar. Bu fazla müonların saptanmasının doğru olduğu kanıtlanırsa, "bilinmeyen" parçacığın ömrü 20 pikosaniyedir ve kiriş borusunun yanından 1 cm uzayabilir ve sonra müonlara bozunabilir.
Başka bir Fermilab bilim adamı olan Dan Hooper, eğer bu daha önce bilinmeyen bir parçacıksa, büyük bir keşif olacağını belirtiyor. “Bir santimetre, çoğu parçacığın çürümeden önce yapması için uzun bir yoldur," diyor . “Bu konuda çok şey söylemek için çok erken. Bununla birlikte, yeni bir 'uzun ömürlü' parçacığın var olduğu ortaya çıkarsa, çok büyük bir anlaşma olurdu.”
New York Üniversitesi'nden Neal Weiner, Hooper ile aynı fikirde. “Bu doğruysa, inanılmaz derecede heyecan verici," diyor. “Belki de önceden tahmin ettiğimizden daha ilginç bir fizik göstergesi olabilirdi.”
Parçacık hızlandırıcılarının beklenmedik sonuçlar üretme konusunda uzun bir geçmişi vardır, belki de bu daha önce gözden kaçan veya daha ilginç bir parçacığın göstergesi olabilir, tahmin edilmedi. Doğal olarak, bilim adamları karanlık maddenin tüm bunların arkasında olabileceğini varsaymakta hızlıdır.
Weiner, meslektaşı Nima Arkani-Hamed ile birlikte, Evrendeki karanlık madde parçacıklarının varlığını tahmin eden bir model geliştirdi. Teorilerinde, karanlık madde parçacıkları kendi aralarında yaklaşık 1 GeV'luk bir kütlenin kuvvet taşıyan parçacıkları aracılığıyla etkileşirler. Kiriş borusu dışında üretilen CDF müonlarının kütlesi yaklaşık 1 GeV olan bir "bilinmeyen" çürüyen ana parçacık tarafından üretildiği hesaplanmıştır.
Karşılaştırma dikkat çekicidir, ancak Weiner, CDF sonuçlarının karanlık madde ile ilişkilendirilebilmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu hızlı bir şekilde belirtmektedir. “Bunu anlamaya çalışıyoruzDedi. “Ama ne olursa olsun CDF verileri beni heyecanlandırıyor.”
Belki de LHC'yi beklemek zorunda değiliz, yeni CERN hızlandırıcısı tamir edilmeden önce bazı yeni fizik ortaya çıkarılabilir ...
Kaynak: Yeni Bilim Adamı
