Evenimentul Zilei > EVZ Special > A 5-a „forţă” în Univers? La CERN pe urmele unei noi particule exotice!
A 5-a „forţă” în Univers? La CERN pe urmele unei noi particule exotice!

A 5-a „forţă” în Univers? La CERN pe urmele unei noi particule exotice!

Două dintre experimentele de la marele accelerator LHC de la CERN, Geneva, ATLAS şi CMS, au descoperit indicaţii legat de existenţa unei noi particule cu masă circa 800 de ori mai mare că cea a protonului. Această particula, dacă într-adevără există, ar reprezenta o descoperire enormă – semnalul unei fizici care nu este inclusă în Modelul Standard al particulelor elementare.

Începând cu luna aprilie cele două experimente vor începe o nouă campanie de achiziţie da date pentru a avea confirmarea sau, dimpotrivă, dezminţirea existenţei acestei particule.

Modelul Standard al fizicii particulelor elementare este cel care descrie cu o precizie extrem de bună toate procesele pe care le cunoaştem: de la cele care au loc în Soare, la cele care au loc pe Pământ. Acest model totuşi nu descrie una dintre cele mai importante interacţiuni din Univers – gravitaţia! Nu există încă o versiune cuantică a gravitaţiei şi, precum Modelul Standard este o teorie cuantică, această interacţiune vitală la nivelul Universului nu este conţinută în Modelul Standard. Deasemenea, acest model nu descrie nici materia şi energia întunecate.
Oamenii de ştiinţă crred deci că există o nouă teorie, post – Modelul Standard, care explică ceea ce este încă misterios.
Din acest motiv, dar şi din altele, descoperirea unei particule care nu a fost prevăzută de Modelul Standard ar fi una extrem de importantă. Ne-ar putea ajută să găsim calea spre nouă torie!
Recent, cercetătorii din cadrul experimentelor ATLAS şi CMS, două experimente de la marele accelerator de particule Large Hadron Collider de la CERN (Geneva)  – aceleaşi care au descoperit bosonul Higgs – au văzut urme ale unei noi particule: o particula cu masă de circa 750 GeV, care nu a fost prevăzută în Modelul Standard. Practic cercetătorii au măsurat fotonii în care s-ar dezintegra nouă particula. Masă acesteia este de circa 6 ori mai mare că cea a bosonului Higgs şi de aproximativ 800 de ori mai mare că cea a protonului.
La ora actuală însă rezultatele obţinute nu pot confirmă în mod definitiv existenţa acestei noi particule: semnalele văzute ar putea să fie o fluctuaţie statistică, de exemplu.
Pentru a confirmă (sau dezminţi) existenţa acestei particule este nevoie de noi informaţii – adică de noi date. Cele două experimente vor începe o nouă campanie de achiziţie de date în luna aprilie a acestui an – ceea ce înseamnă că până la vara am putea află dacă nouă particula este reală sau, dimpotrivă, a fost doar o fantasmă.
Semnalele descoperite la ora actuală sunt de aceeaşi tipologie că cele care au dus la descoperirea nosonului Higgs. Doar că în acea situaţie totul era clar – nu putea fi vorba de o fluctuaţie statistică.
Ce ar însemna existenţa unei noi particule cu masă atât de mare?
Ţinând cont că nimeni nu se aştepta o asemenea particula, dacă într-adevăr va fi confirmată, ar fi legată cu o nouă fizică – „dincolo de Modelul Standard” (Beyond Standard Model). Ar putea inclusiv să fie legată de existenţa unei a cincea forţe, pe lângă cele patru cunoscute (gravitaţională, electromagnetica, nucleară tare şi nucleară slabă).
La ora actuală însă este bine să rămânem cu picioarele pe pământ – în fizică fluctuaţiile statistice sunt la ordinea zilei şi de cele mai multe ori dispar fără să lase urme.
Rămâne de văzut dacă în această situaţie vom avea confirmarea acestei particule, sau, dimpotrivă, din toamna nimeni nu va mai vorbi despre ea.
Pe lângă studiul dedicat existenţei acestei noi particule, reamintim că la LHC se caută în continuare particule aşa-numite supersmetrice, care ar putea reprezenta candidaţii materiei întunecate. Deasemenea, se caută – chiar dacă prbabilitatea de a le descoperi este infimă – semnale ale existenţei eventualelor extradimensiuni. Între timp se caracterizează mai bine procesele şi particulele din Modelul Standard cu ajutorul măsurătorilor de precizie.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro