Izgalmas jeleket észleltek a CERN-ben

A Nagy Hadronütköztető (LHC) kísérletei során különféle, nagy sebességre gyorsított részecskéket ütköztetnek egymásnak, majd detektorokkal észlelik az ütközések során keletkezett részecskéket. Maga az ütközés és a detektálás igen gyors folyamat, azonban a kapott óriási adathalmaz kiértékelése hosszú időt vesz igénybe.

Egy december 15-i szemináriumon a kutatók arról számoltak be a szűk szakmai közönségnek, hogy mire jutottak az idei 13 TeV-os proton-proton ütközések előzetes kiértékelésében az ATLAS és a CMS nevű detektorok adatai alapján.

13 TeV-os ütközés a CERN CMS detektorában. Forrás: CERN/CMS

Általában minden megfelel a várakozásoknak és nem látunk semmi olyat, ami eltérne a most már a Higgs-bozonnal kibővített standard modelltől” - mondta el Siklér Ferenc, aki az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatójaként maga is a CERN CMS detektorának adatait elemzi. - "Ezúttal azonban a több száz közül az egyik keresési csatornában mindkét detektor (az ATLAS és a CMS) hasonló helyen talált egy kis többletet, ami akkor jöhetne létre, ha létezne egy nagyjából 750 GeV tömegű, a Higgs-bozonnál hatszor nehezebb részecske, amely két fotonra bomlik.‟

Váratlan részecske - egzotikus elméletek

A részecskefizikus elmondása szerint ekkora tömegű, két fotonra bomló részecskét senki sem várt, ellentétben a Higgs-bozonnal, melyről nagyjából sejtették, hol kell keresni. Persze vannak elméletek, melyekben kényelmesen elférne egy ilyen részecske - ezekből hármat is felsorolt Siklér Ferenc:

• lehetne szó egy újfajta, nehéz kvarkokhoz csatolódó Higgs-szerű részecskéról - az ismert Higgs-bozon egy hatszor nehezebb testvéréről;
• köze lehetne egyes magasabb dimenziós elméletek (Randall-Sundrum, 5D) gravitonjához, vagyis a tömegvonzást közvetítő feltételezett elemi részecskéhez;
• de illeszkedhet egyes kiterjesztett szuperszimmetrikus modellekbe is.

13 TeV-os ütközés a CERN ATLAS detektorában. Forrás: CERN/ATLAS

Mégis inkább a véletlen játéka?

Aki azonban azt hinné, küszöbön áll egy, "a Higgs-bozonnál is nagyobb felfedezés", annak egyelőre le kell hűtenünk a várakozásait. A kutató szerint ugyanis több jel mutat arra, hogy leginkább a véletlen játékáról lehet szó, hiszen

• az eltérések mértéke statisztikai értelemben nem tekinthető kiemelkedően nagynak;
• több száz keresési csatorna egyidejű megfigyelésénél előfordulhat, hogy ugyanaz a véletlen fluktuáció két helyen is felbukkan;
• a korábbi, kisebb energiájú (7 és 8 TeV-os) ütközéseknél nem jelentek meg ilyen eltérések.

Siklér Ferenc szerint biztosat csak nagyobb adatmennyiség elemzése után, talán a jövő év végére tudhatunk meg az eltérések eredetéről. Addig csak reménykedhetünk benne, hogy valóban új részecskével állunk szemben, hiszen ez közelebb vihetne a részecskefizika még meglevő problémáinak megoldásához, így talán azt is megérthetnénk, miért különböznek annyira az elemi részecskék tömegei.