O descoperire realizată la Large Hadron Collider (LHC) din cadrul CERN ar putea să modifice manualele de fizică. Datele recente indică faptul că fizicienii au obținut cele mai clare dovezi de până acum cu privire la existența unei „noi fizici”. Aceasta funcționează dincolo de Modelul Standard, teoria fundamentală care guvernează înțelegerea particulelor și a forțelor din Univers în ultimele cinci decenii.
Modelul Standard este cea mai bună ecuație a omenirii pentru descrierea structurii subatomice a materiei. Bazat pe pilonii mecanicii cuantice și ai relativității restrânse a lui Einstein, el clasifică particulele fundamentale 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 constituie împreună aproximativ 95% din cosmos. De mai bine de cincizeci de ani, cercetătorii folosesc acceleratoare de particule pentru a căuta o fisură în această teorie, însă modelul a rezistat tuturor testelor riguroase. Până acum.
Noua breșă provine de la experimentul LHCb, unde fascicule de protoni sunt ciocnite la viteze apropiate de cea a luminii într-un tunel circular de 27 de kilometri situat sub granița franco-elvețiană, conform Sciencedaily.
Descoperirea care va revolutiona 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 analizat cum un mezon B se transformă în alte patru particule: un kaon, un pion și doi muoni. Acest proces, numit de fizicieni „degradare pinguin” datorită formelor diagramelor Feynman asociate, implică transformarea unui quark. În Modelul Standard, acest eveniment este extrem de rar: are loc o singură dată la fiecare milion de dezintegrări.
Măsurând unghiurile și energiile particulelor rezultate, echipa de la CERN a descoperit că modul de apariție al acestora contrazice în mod evident calculele teoretice. Devierea înregistrată are o semnificație statistică de patru sigma (patru deviații standard). „În termeni clari, având în vedere toate erorile experimentale și teoretice, există o șansă de doar 1 la 16.000 ca această anomalie să fie o simplă greșeală sau o fluctuație întâmplătoare a datelor”, subliniază 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 neobișnuit al mezonilor B, teoreticienii iau în considerare 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 pare promițător. Din 2018 și până în prezent, LHCb a acumulat de trei ori mai multe date, iar upgrade-urile planificate pentru anii 2030 vor crește setul de date de 15 ori, oferind răspunsul definitiv care va transforma 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
