Kui arvate, et mingid kvant avastused peaksid ootama kuni suure hadronite põrkeseadme (LHC) sisselülitamiseni 2009. aastal, siis eksite. Näib, et Illinoisi osariigis Batavia's asuvas Fermilabis asuv osakestekiirendi Tevatron on avastanud…
…midagi.
Tevatroni teadlased ei taha Fermilabi (CDF) põrkedetektori uusi tulemusi kuulutada kui “uut avastust”, kuna nad lihtsalt ei tea mida nende tulemused viitavad. Prootonite ja antiprootonite vaheliste kokkupõrgete ajal jälgis CDF põhjakvarkide ja põhjavastaste kvarkide lagunemist kuunideks. CDF-i teadlased avastasid aga midagi kummalist. Liiga palju kokkupõrkeid tekitasid kuunid ja kuukingad olid hüppamine eksisteerimiseks väljaspool tala toru…
Tevatron avati 1983. aastal ja see on praegu võimsaim osakeste kiirendi maailmas. See on ainus põrketihend, mis suudab kiirendada prootoneid ja antiprootoneid 1 TeV energiani, kuid LHC ületab selle, kui see lõpuks järgmise aasta alguses kasutusele võetakse. Kui LHC on võrku jõudnud, antakse aatomiaatomite leek üle Euroopa kiirendile ja Tevatron valmistub mõneks ajaks 2010. aastal dekomisjoneerimiseks. Kuid enne selle võimsa rajatise sulgemist jätkab ta veel mõnda aega asja uurimist.
Hiljutistes prootoniga kokkupõrkekatsetes hakkasid CDF-i kasutavad teadlased nägema midagi, mida nad ei suutnud meie praeguse kaasaegse füüsika mõistmise abil selgitada.
Tahkete osakeste kokkupõrked leiavad aset 1,5 cm laiuse „tala torus”, mis põrkab kokku relativistlikud osakeste talad ja koondab need kokkupõrke punkti. Pärast kokkupõrget tuvastavad ümbritsevad elektroonikakihid osakeste pritsimise. CDF-meeskond tuvastas aga pärast kokkupõrget liiga palju koonu. Lisaks tekitati koonu seletamatult väljas tala toru, millel pole CDF-detektorite sisemistes kihtides ühtegi jälge.
CDF-i pressiesindaja Jacobo Konigsberg soovib rõhutada, et enne selgituse saamist tuleb teha rohkem uurimisi. “Me pole välistanud selle igapäevast seletust ja tahan selle väga selgeks teha," ta ütles.
Teoreetikud pole aga nii reserveeritud ja on väga põnevil, mida see võib tähendada alaaatomiliste osakeste standardmudeli jaoks. Kui nende liigsete koonide tuvastamine osutub õigeks, on tundmatu osakese eluiga 20 pikosekundit ja see suudab liikuda 1 cm läbi tala toru külje ja seejärel laguneda kuunideks.
Teine Fermilabi teadlane Dan Hooper juhib tähelepanu sellele, et kui see on tõesti varem tundmatu osake, oleks see tohutu avastus. “Sentimeeter on enamiku osakeste jaoks pikk tee, enne kui see laguneb, ”Ütleb. “Praegu on liiga vara selle kohta palju öelda. Seda öeldes, kui selgub, et on olemas uus "pikaealine" osake, oleks see väga suur asi.”
New Yorgi ülikooli Neal Weiner nõustub Hooperiga. “Kui see on õige, on see lihtsalt uskumatult põnev," ta ütleb. “See oleks märge füüsikast ehk isegi huvitavam, kui me eeldada oskasime.”
Tahkete osakeste kiirenditel on pikka aega olnud ootamatuid tulemusi, võib-olla võiks see olla osakese indikaator, millele on varem tähelepanu pööratud, või mis veelgi huvitavam, ei ennustatud. Loomulikult postuleerivad teadlased kiiresti, et kõige selle taga võib olla tumeaine.
Weiner on koos kolleegi Nima Arkani-Hamediga koostanud mudeli, mis ennustab tumeda aine osakeste olemasolu Universumis. Nende teoorias interakteeruvad tumeda aine osakesed jõudu kandvate osakeste kaudu, mille mass on umbes 1 GeV. Kiirtorust väljapoole tekkinud CDF-i muunide arvutamisel toodetakse "tundmatu" laguneva lähteosakese massiga umbes 1 GeV.
Võrdlus on silmatorkav, kuid Weiner osutab kiiresti, et enne CDF-i tulemuste sidumist tumeda ainega on vaja veel rohkem tööd teha. “Üritame selle välja mõelda," ta ütles. “Kuid mind huvitaksid CDF-i andmed sõltumata sellest.”
Võib-olla ei pea me LHC-d ootama, enne kui uhiuut CERN-i gaasipedaali isegi remonditakse, võib mõni uus füüsika paljastada ...
Allikas: Uus teadlane
