Három év után újraindul a Nagy Hadronütköztető, hogy bizonyítsa az ötödik alapvető erő létezését

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Három év kényszerszünet után pénteken újraindítják a Nagy Hadronütköztetőt (LHC), a svájci CERN 2008-ban átadott részecskegyorsítóját, amelynek egyből fontos feladata lesz: bebizonyítani, hogy a tavaly márciusban tapasztalt rejtélyes mérési anomália valóban egy ötödik alapvető természeti erő (vagy kölcsönhatás) létezésére utal. Ha sikerülne a bizonyítás, akkor a Higgs-bozon felfedezése után tíz évvel ez lenne az LHC második szenzációs eredménye.

De van egy óriási különbség a mostani feladat és az eddig elért eredmények között: míg idáig minden, amit az LHC-ben felfedeztek, megfelelt a részecskefizika irányadó elméletének, a Standard Modellnek, a tavalyi mérések a részecskék olyan viselkedését mutatták, amely nem magyarázható a köztudottan hiányos (például a sötét anyag természetére választ adni képtelen) modellel.

Az LHCb részecskedetektor kísérletében az úgynevezett bottom kvarkok (vagy b kvarkok) bomlását vizsgálták. Ezeknek a részecskéknek az elmélet szerint azonos arányban kellene elektronokra és müonokra lebomlaniuk, ám a mérés azt mutatta, hogy 15 százalékkal ritkábban alakultak át müonokká, és ez arra utal, hogy egy ismeretlen tényező játszik közre a folyamatban – például egy új kölcsönhatás.

„Nagyon nagy a tét. Ha ezt sikerül megerősítenünk, akkor olyan forradalom lesz [a fizikában], amilyet még nem láttunk, az én életemben biztosan. Nem lenne jó elszúrni” – mondta a Guardiannek Mitesh Patel, az Imperial College London részecskefizikusa, aki a tavalyi méréseket jelentő kutatócsoportot is vezette.

Mielőtt az LHC-t 2018-ban felújítás miatt lekapcsolták, Patel csapatának sikerült elég adatot gyűjteni ahhoz, hogy körülbelül egy az ezerhez eséllyel lehessen csak feltételezni, hogy véletlen jött ki az eredmény, de ez még nem elég: a részecskefizika aranyszabálya szerint egy a 3,5 millióhoz esélynél lehet megbízhatónak nevezni egy ilyen eredményt, ekkor lehet kikiáltani a felfedezést.

Az LHC visszatérését sokan várták már, és a várakozást csak fokozták az olyan, a standard modellen túl létező fizikai jelenségekre utaló eredmények, mint például amire az amerikai Fermilab is jutott idén. „Úgy tűnik, mostanra összegyűltek az elvarratlan szálak” – mondta Jon Butterworth, a University College London professzora, aki az LHC Atlas kísérletén dolgozik. Szerinte az sem lenne kudarc, ha az LHC nem jutna a standard modellen túlmutató eredményre, legfeljebb egy kis dilemmát okozna, hogy akkor mégis mi okozza az anomáliát.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: