Nowa siła natury odkryta? Niezwykłe doniesienia z CERN

CERN, wraz z należącym do tego ośrodka Wielkim Zderzaczem Hadronów, niejednokrotnie dochodził do przełomowych wniosków z zakresu fizyki kwantowej. Tym razem chodzi o potencjalną piątą siłę natury.

Wstęp do tego przełomu miał miejsce już w marcu, kiedy to Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) zapewnił fizykom potencjalne dowody na istnienie nowej siły natury. Nowe ustalenia w tej sprawie, które nadal wymagają naukowej akceptacji, po raz kolejny potwierdzają dotychczasowe ustalenia.

Czytaj też: Jak lepiej poznać prawa fizyki? Umieszczając detektor fal grawitacyjnych na Księżycu

Model standardowy opisuje wszystkie znane cząstki tworzące wszechświat oraz siły odpowiadające za ich wzajemne oddziaływania. I choć naukowcy mają trudności ze wskazaniem konkretnych błędnych założeń tego modelu, to wiedzą, iż nie jest on do końca kompletny. Nie uwzględnia chociażby siły grawitacji, ani nie wyjaśnia, w jaki sposób materia powstała podczas Wielkiego Wybuchu. Poza tym, brakuje w nim cząstki, która mogłaby tworzyć słynną ciemną materię – nieuchwytną, choć najprawdopodobniej niezwykle powszechną.

Nowa siła natury, jeśli zostanie potwierdzona, została odkryta z wykorzystaniem Wielkiego Zderzacza Hadronów

Model standardowy uwzględnia trzy z czterech znanych nauce oddziaływań. Chodzi o oddziaływania słabe i silne oraz elektromagnetyzm. Pomijana jest natomiast grawitacja, a fizycy sądzą, iż na odkrycie czeka więcej sił natury. Kluczową rolę w identyfikacji piątej z nich mogą odegrać kwarki b, zwane również niskimi bądź kwarkami pięknymi. Żyją one średnio przez ułamki części sekundy, po czym rozpadają się na inne cząstki. Zdaniem naukowców, sposób rozpadu kwarków pięknych może być związany z istnieniem innych cząstek fundamentalnych lub oddziaływań.

Pierwotne ustalenia w tej sprawie, pochodzące z marca, opierały się na danych z LHCb, czyli jednego z czterech detektorów cząstek wchodzących w skład arsenału CERN. Wtedy to odnotowano, iż kwarki piękne rozpadały się na elektrony i tzw. miony w różnym tempie. Jak wynika z założeń modelu standardowego, mion jest niemal idealną kopią elektronu, choć różni je jeden fakt – mion jest około 200 razy cięższy. W praktyce sugeruje to, że wszystkie siły powinny działać na elektrony i miony z jednakową siłą – tak się jednak nie dzieje.

Czytaj też: Miony – szczegółowe pomiary zwiastują nadejście „nowej fizyki”

Informacje zebrane z użyciem LHCb wykazały bowiem, że częstość rozpadu mionów wynosi zaledwie około 85% częstości rozpadu elektronów. Ryzyko błędu w pomiarach jest w tym przypadku naprawdę niskie, a jego szansa wynosi 1 na 1000. Ale do jakich wniosków prowadzą przytoczone rezultaty? Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest obecność nowej siły natury, która przyciąga elektrony i miony z różną siłą, zakłócając rozpad kwarków pięknych. Do uznania tego za pewnik potrzeba jednak dalszych badań oraz obniżenia ryzyka pomyłki – dopiero gdy spadnie ono do 1 na 1 000 000, odkrycie zostanie oficjalnie potwierdzone.