การวัดอนุภาคที่หายากมากจากอะตอมที่ใหญ่ที่สุดในโลกสามารถสงสัยทฤษฎียอดนิยมเกี่ยวกับการสร้างพื้นฐานพื้นฐานของจักรวาลรวมถึงสสารมืด
นักฟิสิกส์จาก Large Hadron Collider (LHC) ในสวิตเซอร์แลนด์ได้ทำการวัดการเปลี่ยนแปลงอนุภาคประเภทหนึ่งเป็นครั้งแรกและพบว่ามันเกิดขึ้นได้บ่อยเท่าที่คาดการณ์ไว้โดยทฤษฎีที่โดดเด่นของฟิสิกส์อนุภาคที่เรียกว่ารุ่นมาตรฐาน-
การวัดเป็นเพียงเบื้องต้น - นักวิจัยไม่ได้รวบรวมข้อมูลเพียงพอที่จะเป็นบวกสิ่งที่พวกเขาเห็นไม่ได้เป็นเพียงการสุ่มที่เกิดขึ้น ถึงกระนั้นความจริงที่ว่าการสังเกตการณ์ครั้งแรกนั้นสอดคล้องกับการทำนายแบบจำลองมาตรฐานไม่ได้เป็นสัญญาณที่หวังว่านักวิทยาศาสตร์จะเรียกว่า "ฟิสิกส์ใหม่" เช่นอนุภาคใหม่ที่ไม่ได้คาดการณ์ไว้โดยแบบจำลองมาตรฐาน
หนึ่งในทฤษฎีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของฟิสิกส์ใหม่คือความคิดของ "ความสมมาตร" - อนุภาค subatomic ที่รู้จักทั้งหมดมีอนุภาค" superpartner "ที่ยังไม่ได้สังเกตเห็นหาก superpartner เหล่านี้มีอยู่พวกเขาสามารถช่วยอธิบายความลึกลับทางฟิสิกส์ถาวรเช่นธรรมชาติของสสารมืดสารที่มองไม่เห็น
ในขณะที่การวัดใหม่รายงานในวันนี้ (12 พ.ย. ) โดยนักฟิสิกส์ที่ Large Hadron Collider'sการทดลอง LHCBไม่หักล้างความคิดนี้ แต่ก็ไม่สนับสนุนเช่นกัน -รูปถ่าย: Atom Smasher ที่ใหญ่ที่สุดในโลก (LHC)-
"ทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ ๆ มากมายได้รับการจับคู่อย่างหนักจากการจับคู่ที่ดีมากระหว่างการทำนายแบบจำลองมาตรฐานและอัตราที่สังเกตได้" นักฟิสิกส์อนุภาค Tommaso Dorigo ซึ่งทำงานในการทดลองแยกต่างหากที่ Large Hadron Collider ชื่อ CMS เขียนวันนี้ในบล็อกของเขา-
หายากที่สุดเท่าที่เคยเห็นมา
นักวิทยาศาสตร์ LHCB รายงานว่าพวกเขาสังเกตเห็นสัญญาณของอนุภาคที่เรียกว่า b_s ("b-sub-s") mesons ซึ่งทำจาก anti-quark ด้านล่างผูกกับควาร์กแปลก ๆ ("ด้านล่าง" และ "แปลก" เป็นสองรสชาติของควาร์น
b_s mesons เป็นอนุภาคที่ไม่เสถียรซึ่งปกติไม่พบบนโลก แต่บางครั้งก็ถูกสร้างขึ้นเมื่อโปรตอนถูกทุบหัวเข้าหากันหลังจากที่ถูกเร่งให้ใกล้ความเร็วของแสงรอบ ๆแหวนใต้ดิน 17 ไมล์ (27 กิโลเมตร) ของ LHC- การระเบิดที่เกิดขึ้นทำให้เกิดอนุภาคที่แปลกใหม่มากมายรวมถึง B_S Mesons จำนวนมาก
อนุภาคเหล่านี้คาดว่าจะสลายตัวเป็นคู่ของ MUON โดยแบบจำลองมาตรฐาน แต่มีเพียงไม่ค่อยมาก - ประมาณสามครั้งในทุก ๆ 1 พันล้านการสลายตัวทั้งหมดของ B_S Mesons โดยปกติอนุภาคเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นสิ่งอื่น ๆ
การทดลองทางฟิสิกส์ของอนุภาครวมถึง Tevatron Collider ที่เกษียณอายุแล้วในรัฐอิลลินอยส์ได้ค้นหาการสลายตัวครั้งนี้เป็นเวลาสองทศวรรษโดยไม่มีโชคจนถึงตอนนี้ ในเดือนมีนาคมของปีนี้นักฟิสิกส์ LHCB ประกาศว่าพวกเขาต้องการวางข้อ จำกัด เกี่ยวกับความถี่ที่สามารถเกิดขึ้นได้แต่ตอนนี้พวกเขารายงานหลักฐานแรกสำหรับการเกิดขึ้น
“ มันเป็นข้อพิสูจน์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับความสามารถในการเลือกโหมดการสลายตัวที่หายากมากนี้และเห็นได้ชัดว่าเห็นสัญญาณ” นักฟิสิกส์ทฤษฎีแลนซ์ดิกซันจากห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ SLAC ในแคลิฟอร์เนียกล่าว
อย่างไรก็ตามจะต้องมีการรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อยืนยันว่าการสลายตัว - "ผู้ที่หายากที่สุดเท่าที่เคยเห็น" ตามที่นักวิทยาศาสตร์ LHCB - เกิดขึ้นจริงและเกิดขึ้นจริง
อนุภาคอมตะ
การวัดเบื้องต้นนี้จาก LHCB พบว่ากระบวนการสลายตัวที่หายากเกิดขึ้นประมาณ 3.2 ครั้งต่อการสลายตัวทั้งหมด 1 พันล้านครั้ง - ใกล้เคียงกับมูลค่าที่คาดการณ์ไว้สามครั้ง หากความถี่ของกระบวนการนี้แตกต่างจากการคาดการณ์ของแบบจำลองมาตรฐานซึ่งอาจบ่งบอกว่าอนุภาคใหม่เช่นพันธมิตรที่มีความสมมาตรมีผลกระทบต่อกระบวนการ ตัวอย่างเช่นแบบจำลองบางรุ่นคาดการณ์ว่าอนุภาคที่มีความสมมาตรจะช่วยเพิ่มความถี่ของการสลายตัวประเภทนี้
"ตอนนี้ค่ากลางของการวัดนั้นใกล้เคียงกับค่ากลางของการทำนายแบบจำลองมาตรฐานอย่างน่าทึ่ง" Dixon กล่าวกับ LiveScience "นั่นหมายความว่ามวลของอนุภาคที่มีความสมมาตรเหล่านี้หนักกว่าที่นักมองโลกในแง่ดีเคยสงสัยมาก่อนหรือมีบางสิ่งที่ตลกเกี่ยวกับสเปกตรัม
ถึงกระนั้นนักวิจัยก็ยังไม่ยอมแพ้ในการค้นหาฟิสิกส์ใหม่นอกเหนือจากสิ่งที่คาดการณ์ไว้โดยแบบจำลองมาตรฐาน - พวกเขาจะต้องขุดลึกลงไปเล็กน้อย
“ Supersymmetry ไม่ได้ถูกควบคุมโดยการวัดของเรา แต่มันถูก จำกัด อย่างมาก” โฆษก LHCB Pierluigi Campana กล่าวในแถลงการณ์ "การวัดนี้เป็นการตรวจร่างกายแบบจำลองมาตรฐานและวันนี้มันดูมีสุขภาพดีกว่าเมื่อวานนี้"
“ เราเชื่อว่าข้อมูลใหม่จาก LHC และการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนมากขึ้นในที่สุดจะช่วยให้เราสามารถค้นหา chink ในชุดเกราะของรุ่นมาตรฐานได้” Campana กล่าวเสริม
นักวิทยาศาสตร์ LHCB รายงานผลลัพธ์ของพวกเขาในวันนี้ที่ Hadron Collider Particle Symposium ในเกียวโตประเทศญี่ปุ่น
ติดตาม Clara Moskowitz บน Twitter@claramoskowitzหรือ LiveScience@livescience- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
