«CERN: Νέα φυσική και σπάνιος μετασχηματισμός σωματιδίων»

Το CERN βρίσκεται για άλλη μια φορά στο επίκεντρο της επιστημονικής κοινότητας, με ένα σπάνιο και συναρπαστικό γεγονός που μας φέρνει πιο κοντά στην ανακάλυψη “νέας φυσικής”. Οι ερευνητές της ομάδας NA62, με επικεφαλής τη φυσικό Cristina Lazzeroni από το Πανεπιστήμιο του Birmingham, ανακοίνωσαν την παρατήρηση και μέτρηση της αποσύνθεσης ενός φορτισμένου καόνιου (K+) σε ένα φορτισμένο πιόνιο (π+) και ένα ζεύγος νετρίνου-αντινετρίνου.

CERN: O Δρ. Κωνσταντίνος Φουντάς παίρνει τα ηνία και επίσημα!

Η σημασία αυτής της ανακάλυψης έγκειται στο γεγονός ότι πρόκειται για ένα εξαιρετικά σπάνιο φαινόμενο, που έχει προβλεφθεί με ακρίβεια από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής, το οποίο αποτελεί τη βάση της σύγχρονης σωματιδιακής φυσικής. Η συγκεκριμένη αποσύνθεση χαρακτηρίζεται ως “χρυσό κανάλι”, καθώς λειτουργεί ως ακριβές μέτρο για τον εντοπισμό πιθανών αποκλίσεων που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες ανακαλύψεις.

Η παρατήρηση αυτή δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Η ομάδα του CERN έπρεπε να συλλέξει τεράστια ποσά δεδομένων από αμέτρητες συγκρούσεις σωματιδίων, προκειμένου να επιβεβαιώσει το φαινόμενο με βάση το διάσημο στατιστικό πρότυπο των πέντε σιγκμά, που υποδηλώνει ότι το αποτέλεσμα είναι εξαιρετικά ακριβές.

Αυτό που κάνει τα καόνια ιδιαίτερα ενδιαφέροντα για τους φυσικούς είναι η “παράξενη” αποσύνθεση τους, η οποία τα καθιστά κατάλληλα εργαλεία για τη μελέτη των κανόνων που διέπουν τη συμπεριφορά των σωματιδίων. Στην περίπτωση του NA62, οι ερευνητές χρησιμοποιούν τον Super Proton Synchrotron του CERN για να δημιουργήσουν μία δευτερεύουσα δέσμη από καόνια, τα οποία αποσυντίθενται σχεδόν αμέσως. Σε 13 από κάθε 100 δισεκατομμύρια αποσυνθέσεις καόνιων, το αποτέλεσμα είναι ένα ζεύγος νετρινίου-αντινετρινίου και ένα πιόνιο.

Αυτό το αποτέλεσμα υπερβαίνει ελαφρώς τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Μοντέλου, όμως εξακολουθεί να βρίσκεται εντός των επιτρεπτών ορίων αβεβαιότητας. Ωστόσο, το γεγονός ότι το CERN παρατήρησε την αποσύνθεση σε μεγαλύτερη συχνότητα από την αναμενόμενη αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο για νέες ανακαλύψεις.

Οι φυσικοί απαθανατίζουν το άπιαστο 4D «φάντασμα» στον επιταχυντή σωματιδίων του CERN

Η ομάδα θα συνεχίσει να συλλέγει δεδομένα για τουλάχιστον τρία χρόνια, με την ελπίδα να εντοπίσει τυχόν αποκλίσεις που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν νέα σωματίδια ή δυνάμεις, που θα επεκτείνουν το Καθιερωμένο Μοντέλο. Επίσης, ίσως δώσουν απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα της φυσικής, όπως η σκοτεινή ύλη και η ανισορροπία ύλης-αντιύλης στο σύμπαν.