Οι φήμες ρίχνουν αμφιβολίες στο Diphoton Bump
Οι φήμες και μια νέα ανάλυση έχουν ρίξει κρύο νερό στις τελευταίες ελπίδες των σωματιδιακών φυσικών για μια επαναστατική ανακάλυψη.
Ξεκίνησε με ένα δελεαστικό χτύπημα σε μια γραφική παράσταση δεδομένων τον Δεκέμβριο:μια περίσσεια σε ζεύγη φωτονίων με συνδυασμένη ενέργεια 750 γιγαηλεκτρονίων βολτ (GeV) που παρήχθη στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στην Ευρώπη. Ακριβώς όπως το περίφημο μποζόνιο Higgs ξεκίνησε ως ένα χτύπημα σε ένα οικόπεδο που διογκώθηκε με περισσότερες συγκρούσεις σωματιδίων, οι φυσικοί γνώριζαν ότι αυτό το χτύπημα 750-GeV, αν συνεχίσει να αυξάνεται, θα μπορούσε να σημαίνει ένα νέο θεμελιώδες σωματίδιο. Σε αντίθεση με το Higgs, το οποίο είχε προβλεφθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων, το νέο σωματίδιο θα ήταν έξι φορές βαρύτερο και θα αντιπροσώπευε ένα πρώτο βήμα προς μια πιο ολοκληρωμένη θεωρία της φύσης.
Ωστόσο, ακόμη και όταν οι ερευνητές έγραψαν εκατοντάδες έγγραφα που εικάζουν για το πιθανό σωματίδιο πίσω από το χτύπημα, αναγνώρισαν ότι το χτύπημα θα μπορούσε να είναι απλώς μια τυχαία στατιστική διακύμανση, όπως το να πετάξεις ένα νόμισμα και να πάρει κατά λάθος 10 κεφάλια στη σειρά. Το χτύπημα είτε θα συγκεντρώσει δύναμη είτε θα εξαφανιστεί κατά τη διάρκεια της τρέχουσας λειτουργίας του LHC. Η απάντηση αναμένεται στις αρχές Αυγούστου.
Εν τω μεταξύ, οι φήμες κυκλοφορούν. Στα ιστολόγια και στο Twitter, η λέξη από ανώνυμες πηγές είναι ότι το χτύπημα των 750-GeV εξαφανίζεται στα νέα δεδομένα.
Μέσα στη φλυαρία, οι επιστήμονες αναζητούν άλλους τρόπους για να ελέγξουν εάν το χτύπημα είναι πραγματικό. Εάν είναι —δηλαδή, εάν η «περσόνα διφωτόνων» στα 750 GeV προέρχεται από ένα σωματίδιο με μάζα 750 GeV που διασπάται σε δύο φωτόνια — τότε ένα τέτοιο σωματίδιο θα πρέπει επίσης να διασπαστεί σε ζεύγη που αποτελούνται από ένα φωτόνιο και ένα «μποζόνιο Ζ». .» Τα φωτόνια φέρουν την ηλεκτρομαγνητική δύναμη και τα μποζόνια Ζ την ασθενή πυρηνική δύναμη. Στη δεκαετία του 1960, ο Steven Weinberg και άλλοι έδειξαν ότι αυτές οι δύο δυνάμεις είναι στην πραγματικότητα διαφορετικές όψεις μιας ενιαίας «ηλεκτροαδύναμης δύναμης». Το φωτόνιο και το μποζόνιο Ζ αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς συνδυασμούς των μεταβλητών που σχετίζονται με αυτήν την ενοποιημένη δύναμη. Εάν το σωματίδιο 750-GeV αλληλεπιδράσει με το φωτόνιο, τότε σύμφωνα με τον Kyle Cranmer, σωματιδιακό φυσικό στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης και μέλος του πειράματος ATLAS στο LHC, θα πρέπει επίσης να αλληλεπιδράσει με το μποζόνιο Ζ, το οποίο είναι απλώς ένας διαφορετικός συνδυασμός των ίδιων μεταβλητών.
Αλλά σε μια ανάλυση που δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο στις 12 Ιουνίου, η συνεργασία CMS (η οποία τρέχει έναν από τους δύο μεγαλύτερους ανιχνευτές στο LHC) ερεύνησε τα δεδομένα του 2015 για μια περίσσεια διασπάσεων μποζονίων φωτονίου-Ζ. Δεν βρήκαν χτύπημα στα 750 GeV.
Σύμφωνα με τον Cranmer, η απουσία αυτού του συνοδευτικού χτύπημα δεν είναι μια διαπραγμάτευση. Είναι εύλογο ότι η σχετική ισχύς των αλληλεπιδράσεων του σωματιδίου 750-GeV με τα φωτόνια και τα μποζόνια Ζ σημαίνει ότι μόνο οι διασπάσεις διφωτόνων θα είχαν εμφανιστεί στα δεδομένα μέχρι στιγμής. Η ανάλυση CMS "σε αυτό το σημείο δεν οδηγεί σε απώλεια ύπνου από κανέναν", είπε.
Οι φήμες είναι ίσως πιο ανησυχητικές. Για να μάθετε πώς πηγαίνουν τα πράγματα, παρακολουθήστε αυτόν τον χώρο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
