إذا كنت تعتقد أن أي اكتشافات كمومية يجب أن تنتظر حتى يتم تشغيل مصادم الهادرون الكبير (LHC) مرة أخرى في عام 2009 ، فستكون مخطئًا. يبدو أن مسرع جسيمات تيفاترون في فيرميلاب في باتافيا ، إلينوي ، قد اكتشف ...
…شيئا ما.
يحجم العلماء في تيفاترون عن الترحيب بنتائج جديدة من كاشف المصادم في فيرميلاب (CDF) على أنها "اكتشاف جديد" لأنهم ببساطة لا أعلم ما تقترحه نتائجهم. أثناء التصادمات بين البروتونات والمضادات للبروتونات ، كانت CDF تراقب تحلل الكواركات السفلية ومضادات الكواركات السفلية إلى الميونات. ومع ذلك ، اكتشف علماء CDF شيء غريب. كثير جدا تم إنشاء الميونات عن طريق التصادمات ، وكانت الميونات ظهرت إلى خارج أنبوب الشعاع…
تم افتتاح Tevatron في عام 1983 وهو حاليًا أقوى مسرع للجسيمات في العالم. إنه المصادم الوحيد الذي يمكنه تسريع البروتونات والبروتونات المضادة إلى 1 طاقات TeV ، ولكن سيتم تجاوزه بواسطة LHC عندما يبدأ تشغيله في وقت ما في وقت مبكر من العام المقبل. بمجرد انتقال المصادم LHC إلى الإنترنت ، سيتم تمرير اللهب دون الذري إلى المسرِّع الأوروبي وسيتم تجهيز Tevatron لإيقاف تشغيله بعض الوقت في عام 2010. ولكن قبل إغلاق هذه المنشأة القوية ، ستستمر في البحث في المسألة لبعض الوقت حتى الآن.
في تجارب تصادم البروتونات الأخيرة ، بدأ العلماء الذين يستخدمون CDF في رؤية شيء لا يمكنهم تفسيره بفهمنا الحالي للفيزياء الحديثة.
تحدث تصادمات الجسيمات داخل "أنبوب الشعاع" الذي يبلغ عرضه 1.5 سم والذي يجمع حزم الجسيمات النسبية ويركزها إلى نقطة لحدوث التصادم. بعد الاصطدام ، يتم الكشف عن رذاذ الجسيمات الناتج عن طريق الطبقات المحيطة من الإلكترونيات. لكن فريق CDF اكتشف الكثير من الميونات التي تم إنشاؤها بعد التصادم. بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء الميونات لسبب غير مفهوم في الخارج أنبوب الشعاع مع عدم وجود مسارات مكتشفة في الطبقات الأعمق من كاشفات CDF.
المتحدث باسم قوات الدفاع المدني جاكوبو كونيغسبرغ ، حريص على التأكيد على ضرورة إجراء المزيد من التحقيقات قبل التوصل إلى تفسير. "لم نستبعد تفسيرًا دنيويًا لذلك ، وأريد أن أوضح ذلك تمامًا،" هو قال.
ومع ذلك ، فإن المنظرين ليسوا متحفظين للغاية وهم متحمسون جدًا لما يمكن أن يعنيه هذا بالنموذج القياسي للجسيمات دون الذرية. إذا ثبت أن الكشف عن هذه الميونات الزائدة صحيح ، فإن عمر الجسيم "غير المعروف" يبلغ 20 بيكو ثانية ولديه القدرة على الانتقال 1 سم ، من خلال جانب أنبوب الشعاع ، ثم يتحلل إلى الميونات.
يشير دان هوبر ، عالم آخر في Fermilab ، إلى أنه إذا كان هذا الجسيم غير معروف بالفعل ، فسيكون هذا اكتشافًا ضخمًا. "السنتيمتر هو طريق طويل لمعظم أنواع الجسيمات لجعله قبل التحلليقول. "من السابق لأوانه قول الكثير عن هذا. ومع ذلك ، إذا اتضح وجود جسيم جديد "طويل العمر" ، فسيكون الأمر كبيرًا جدًا.”
نيل وينر من جامعة نيويورك يتفق مع هوبر. "إذا كان هذا صحيحًا ، فهو مثير للغاية،" هو يقول. "قد يكون مؤشرا للفيزياء ربما أكثر إثارة للاهتمام مما كنا نتوقعه مسبقا.”
مسرعات الجسيمات لها تاريخ طويل في إنتاج نتائج غير متوقعة ، ربما يكون هذا مؤشرًا على جسيم تم تجاوزه سابقًا ، أو الأكثر إثارة للاهتمام ، غير متوقع. بطبيعة الحال ، يسرع العلماء في افتراض أن المادة المظلمة قد تكون وراء كل هذا.
صاغ وينر ، مع زميلته نيما أركاني حامد ، نموذجًا يتنبأ بوجود جسيمات المادة المظلمة في الكون. في نظريتهم ، تتفاعل جسيمات المادة المظلمة فيما بينها عن طريق جزيئات تحمل قوة كتلة تبلغ 1 GeV تقريبًا. تم حساب ميونات CDF المتولدة خارج الأنبوب الشعاعي لإنتاجها بواسطة جسيم أصل متحلل "غير معروف" مع كتلة تقارب 1 GeV.
المقارنة مذهلة ، لكن Weiner سريعًا في الإشارة إلى أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل قبل أن يمكن ربط نتائج CDF بالمادة المظلمة. "نحن نحاول معرفة ذلك،" هو قال. "لكنني سأكون متحمسًا لبيانات CDF بغض النظر.”
ربما لا نضطر إلى انتظار LHC ، فقد يتم الكشف عن بعض الفيزياء الجديدة قبل إصلاح مسرّع CERN الجديد تمامًا ...
المصدر: عالم جديد
