Μια πολύ σπάνια διάσπαση παρατηρήθηκε στο CERN

Posted on 19/07/2013

1


… από την ομάδα CMS

(νεώτερη ενημέρωση 14-5-2015)
Ανακοινώθηκε το 2012 σε επιστημονικό συνέδριο στο Κυότο της Ιαπωνίας [Διαβάστε σχετικά: Μια σπάνια διάσπαση μεσονίου απειλεί την υπερσυμμετρία]και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Νature χτες [Observation of the rare Bs0 →µ+µ decay from the combined analysis of CMS and LHCb data]

============================

(νεώτερη ενημέρωση 20-7-2013)

Ένα γεγονός Bs → μμ καταγεγραμένο από τον ανιχνευτή CMS το 2012. Παράχθηκε από τη σύγκρουση δεσμών πρωτονίων στα 8 TeV

Ένα γεγονός Bs → μμ καταγεγραμένο από τον ανιχνευτή CMS το 2012. Παράχθηκε από τη σύγκρουση δεσμών πρωτονίων στα 8 TeV

Μετά από 25 χρόνια ερευνών, παρατηρήθηκε στο CERN μια πολύ σπάνια διάσπαση σωματιδίων, δίνοντας στους επιστήμονες ένα νέο έμμεσο τρόπο να ελέγξουν θεωρίες που έχουν να κάνουν με νέα φυσική.

Όπως ενημέρωσαν σήμερα ερευνητές από τα πειράματα CMS και LHCb, του επιταχυντή σωματιδίων LHC, στο Συνέδριο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών που λαμβάνει χώρα στη Στοκχόλμη, τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη μελέτη της διάσπασης αυτής, είναι σε συμφωνία με το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά απορρίπτουν ορισμένα μοντέλα που προβλέπουν νέα σωματίδια, όπως οι υπερσυμετρικές θεωριες.

Αν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια υπάρχουν, αυτή η συγκεκριμένη διάσπαση θα έπρεπε να συμβαίνει πολύ πιο συχνά. Αυτό το τεστ θεωρείται σημαντικό και, στα μάτια πολλών φυσικών, σημαίνει πως, παρόλο που είναι πολύ δημοφιλής, η θεωρία της υπερσυμμετρίας μπορεί και να μην είναι αληθής
[Διαβάστε επίσης:  «BS and SUSY«]

Η ιστορία των ερευνών όσον αφορά τις διασπάσεις των Bs και B0 σε ζεύγη μιονίων

Η ιστορία των ερευνών όσον αφορά τις διασπάσεις των Bs και B0 σε ζεύγη μιονίων

Η νέα αυτή διάσπαση, δεν είναι άλλη από τη διάσπαση μεσονίων Bs σε ζεύγη μιονίων. Η διάσπαση αυτή σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο, συμβαίνει περίπου τρεις φορές για κάθε δισεκατομμύριο μεσόνια Bs. Οποιαδήποτε απόκλιση από την τιμή αυτή, θα άφηνε ανοιχτό το δρόμο για Φυσική πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου. Όμως, σύμφωνα με τα στοιχεία από το πείραμα CMS, η συμφωνία θεωρίας και πειράματος είναι εντυπωσιακή και με ακρίβεια πολλών δεκαδικών ψηφίων και πιθανότητα για στατιστικό σφάλμα μικρότερη από 1 στις 100.000!

Το μεσόνιο Bs αποτελείται από δύο κουάρκ (ένα κάτω κουάρκ, κι ένα αντι-παράξενο) και η διάσπασή του σε δύο μιόνια θεωρείται ιδανική για την διερεύνηση νέου είδους φυσικής. Εάν υπήρχαν άλλα άγνωστα σωματίδια σε αυτές τις ενέργειες θα επενέβαιναν στη διάσπαση κάνοντάς τη είτε πιο πιθανή, είτε αποκλείοντάς τη.

Η  δι-μιονική κατανομή μάζας.  H μωβ και η κόκκινη Tκαμπύλη δείχνουν τα σήματα B0 και Bs αντίστοιχα, while the dashed line, and the green and black shapes show three different types of background. The solid curve shows the sum of the fit components.

Η δι-μιονική κατανομή μάζας. H μωβ και η κόκκινη καμπύλη δείχνουν τα σήματα B0 και Bs αντίστοιχα, ενώ οι διακεκομμένες καμπύλες παριστάνουν τρια διαφορετικά είδη υποβάθρου

«Αυτό είναι το μέρος για να ψάξουμε για νέα φυσική» λέει ο φυσικός Sheldon Stone, του πειράματος LHCb. «Μικρές αποκλίσεις από το ρυθμό που προβλέπουμε θα σήμαινε την ανακάλυψη νέων αλληλεπιδράσεων ή σωματιδίων», καταλήγει.

Τα αποτελέσματα αποτελούν σίγουρα ένα θρίαμβο για το Καθιερωμένο Πρότυπο, ενώ αντίθετα σημαίνουν προβλήματα για θεωρίες πέραν αυτού, μεταξύ των οποίων και ένα πλήθος υπερσυμμετρικών μοντέλων. Η υπερσυμμετρία είναι μια φιλόδοξη θεωρία που θα έλυνε πολλά από τα προβλήματα της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής, και υποθέτει πως υπάρχει ένα υπερ-συμμετρικό σωματίδιο για κάθε ένα από τα σωματίδια που βλέπουμε στη φύση.

Αν και μέχρι σήμερα δεν έχει φανεί κανένα ίχνος από αυτά τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, οι κυνηγοί υπερσυμμετρικών σωματιδίων δεν έχουν χάσει τελείως τις ελπίδες τους, καθώς αποκλείοντας συγκεκριμένες περιοχές που μπορεί να βρίσκονται τα σωματίδια αυτά, στρέφουν το βλέμμα τους αλλού.

Υπάρχει άλλη μία πολύ σπάνια διάσπαση, αυτή των μεσονίων Bd, που o LHC δεν ήταν σε θέση να μελετήσει με αρκετή ευκρίνεια, αλλά θα μπορέσει να «φωτίσει» μετά τις αναβαθμίσεις που θα λάβουν χώρα μέσα στα επόμενα δύο χρόνια. Για περισσότερες απαντήσεις, οι φυσικοί θα χρειαστεί να περιμένουν τα νέα δεδομένα από τις συγκρούσεις σωματιδίων στις αστρονομικές ενέργειες των 15 TeV που υπόσχεται ο νέος LHC.

www.naftemporiki.gr

Διαβάστε περισότερα ΕΔΩ: A very rare decay has been seen by CMS

Ετικέτα: ,