Átírhatja az univerzum elméletét egy friss részecskekísérleti eredmény, amely sokkolta a fizikusokat

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Jelentős hibái lehetnek annak a modellnek, amit a fizikusok a világegyetem működésének leírására használnak – kiderült ugyanis, hogy egy alapvető részecskének nagyobb a tömege, mint azt a tudósok korábban gondolták. Egy kísérletsorozatban tíz éven át ütköztettek részecskéket, és 4 millió W-bozon tömegét mérték meg – ezek a szubatomi részecskék felelnek az atomok középpontjában lévő alapvető erőért, és csak a másodperc töredékéig léteznek, mielőtt más részecskékre bomlanak.

Dave Toback, a Texasi A&M Egyetem részecskefizikusa és a kísérleteket végző Fermi National Accelerator Lab szóvivője szerint „nem csak arról van szó, hogy valami nem stimmel”, mivel a világegyetem uralkodó elmélete által jósolt tömeg és a mért tömeg között olyan nagy a különbség, hogy azt nem lehet kerekítési hibára vagy más, könnyen megmagyarázható jelenségre fogni.

A közel 400 kutatóból álló csoport a Science-ben tette közzé a fizika világát várhatóan felforgató eredményt, amit a tudósok szerint egy újabb kísérlettel kell megerősíteni, és ha az is hasonló eredményt hozna, az hatalmas fejtörést okozhat a kutatóknak a kozmosz részletes szabálykönyvével, az úgynevezett standard modellel kapcsolatban. A kísérlet projektvezetője és a Duke Egyetem fizikusa, Ashutosh V. Kotwal szerint a felfedezés nagyjából olyan, mintha kiderülne, hogy van egy rejtett szoba a házunkban.

Kutatók dolgoznak a Chicago közelében található Fermilab részecskegyorsítójának építésén, 2011-benFotó: FERMILAB / AFP

A kutatók azt feltételezik, hogy egy olyan ismeretlen részecske adhat magyarázatot a tömegkülönbségre, amely kölcsönhatásba lép a W-bozonnal, de akár az univerzum nagy rejtélye, a sötét anyag is szerepet játszhat a folyamatban – de az sincs kizárva, hogy a fizika egy teljesen új területét nyitották meg a felfedezéssel.

A standard modell szerint a W-bozon tömegének 80 357 000 elektronvolt körül (plusz-mínusz 6000) kellene lennie, míg a Fermi kutatói 80 433 000 elektronvoltot (plusz-mínusz 9000) mértek, ami nem tűnhet nagy különbségnek, de a szubatomi világban ez hatalmas eltérés.

Az eddig is világos volt, hogy a standard modell nem tökéletes, hiszen például a sötét anyagra vagy a gravitációra nem nyújt elégséges magyarázatot. Ettől függetlenül ez a legfontosabb modern magyarázata az univerzum működésének. „A természetnek vannak tényei. Mi a standard modellen keresztül értjük meg ezeket a tényeket” – mondta Kotwal. Ha a kutatóknak változtatni kell a modellen, hogy megmagyarázzák a W-bozon különös eredményeit, akkor arról is meg kell győződniük, hogy ez nem dobja ki az egyensúlyából azokat az egyenleteket, amelyek más részecskéket és kölcsönhatásokat helyesen magyaráznak és jósolnak meg.

Abban a kísérletet kommentáló minden fizikus egyetért, hogy a Fermi kutatói a szakma legjobbjai közé tartoznak, így eredményeiket komolyan kell venni, de mindenképpen szükség van egy, az ő méréseiktől független újabb kísérletre, hogy megbizonyosodjanak az anomália tényéről.