Model akselerator yang digunakan untuk membombardir lithium dalam percobaan utama. Terletak di pintu masuk Lembaga Penelitian Nuklir di Akademi Ilmu Pengetahuan Hongaria.Model standar fisika partikel elementer - partikel dan interaksinya, menggambarkan segala sesuatu yang pernah kita buat atau bertabrakan di laboratorium - secara mengejutkan dapat mengatasi prediksi segala sesuatu yang terlihat dalam percobaan kami. Dari materi ke antimateri, dari sintesis ke fisi, dari tak bermassa hingga partikel terberat - aturan mendasar ini telah lulus semua tes eksperimental. Tapi mungkin sebuah fenomena tak terduga bersembunyi di jejak peluruhan radioaktif. Pembaca kami dari Hongaria ingin tahu:
Berita tentang pembukaan interaksi kelima di Hongaria diliput secara luas. Saya akan tertarik untuk mengetahui sudut pandang Anda tentang masalah ini. Apakah Anda pikir ini benar, atau Anda skeptis?
Jika Anda telah
menemukan laporan tentang penemuan interaksi kelima, maka percobaan yang dimaksud didasarkan pada isotop yang sangat tidak stabil: berilium-8.
Jika kita berbicara tentang masalah konstituen, bagian terpenting dari teka-teki adalah isotop ini. Matahari kita, dan hampir semua bintang, menerima energi dengan mensintesis helium dari hidrogen, khususnya helium-4, dengan dua proton dan dua neutron. Pada tahap kehidupan selanjutnya, inti Matahari, diisi dengan helium, akan menyusut dan memanas, dan mencoba menciptakan elemen yang lebih berat. Jika Anda menggabungkan dua inti helium-4, Anda bisa mendapatkan inti dengan empat proton dan empat neutron: berilium-8. Satu-satunya masalah adalah ketidakstabilan ekstrim berilium-8, yang, setelah 10
-17 detik, terurai kembali menjadi dua helium-4. Hanya di dalam inti raksasa merah adalah kepadatan materi cukup tinggi sehingga memungkinkan untuk menyesuaikan inti ketiga helium-4 dalam waktu dan menciptakan karbon-12, dan berhasil membangun elemen yang semakin berat.
Kalau tidak, seperti dalam semua percobaan laboratorium, berilium-8 hanya terurai kembali menjadi dua inti helium. Tetapi teknologi eksperimental kami sangat canggih, dan bahkan dalam saat-saat singkat dalam hidupnya, kita tidak hanya dapat membuat berilium-8 dengan cara lain (membombardir lithium-7 dengan proton), tetapi juga membuatnya dalam keadaan tereksitasi di mana, sebelum peluruhan, ia akan memancarkan foton berenergi tinggi. Foton ini akan memiliki energi yang cukup untuk dapat membusuk menjadi pasangan elektron / positron - yang terjadi dengan semua foton dengan energi yang cukup tinggi. Dengan mengukur sudut relatif antara elektron dan positron, Anda mengharapkannya semakin kecil, semakin besar energi fotonnya. Ini mengikuti dari hukum konservasi energi dan momentum, dicampur dengan variabel acak kecil tergantung pada orientasi pembusukan.
Tetapi tim Hungaria yang dipimpin oleh Atilla Krasnakhorkai tidak menemukan ini sama sekali. Dengan meningkatnya sudut, fraksi elektron dan positron akan berkurang. Tetapi para ilmuwan telah menemukan peningkatan relatif tak terduga pada sudut 140 derajat, yang bisa sangat berarti. Sebagai contoh:
β’ Kesalahan dalam percobaan saat diukur bukan sinyal, tetapi sesuatu yang lain.
β’ Kesalahan analisis ketika menerapkan irisan yang salah (Anda memutuskan data apa yang layak ditinggalkan dan informasi apa yang akan menjadi suara polusi yang tidak berguna yang perlu Anda singkirkan).
β’ Jika hasilnya dapat diandalkan, ini dapat mengindikasikan keberadaan partikel baru: baik partikel komposit yang terdiri dari partikel-partikel model standar, atau, yang lebih menarik, yang benar-benar baru, fundamental.
Data tampaknya cukup bagus. Tentu saja, tim Hungaria yang sama mengumumkan penemuan "penyimpangan" dalam peluruhan bersemangat berilium-8, tetapi tidak dengan tingkat signifikansi seperti itu - 1 peluang dari 10
11 bahwa ini adalah keacakan statistik (6,8-Ο) - dan tidak dengan jumlah acara: ratusan acara di banyak saluran di latar belakang. Hanya partikel masif tidak stabil yang akan membusuk dengan sudut hamburan yang berbeda dari partikel tak bermassa (foton) yang diharapkan dalam percobaan ini - dan ini masih merupakan penjelasan utama untuk "kekasaran" grafik pada sudut 140 ΒΊ. Jika itu ternyata benar. Krasnakhorkai sangat percaya diri dalam hasilnya, diukur menggunakan peralatan yang diperbarui secara menyeluruh dibandingkan dengan eksperimen mereka sebelumnya.
Hasilnya mungkin tidak bisa dibenarkan; mungkin tidak mungkin mereproduksi; ini mungkin kesalahan percobaan. Ini adalah bagian terbaik, tetapi juga beban karya ilmiah: bahkan hasil terobosan yang paling dapat diandalkan dan harus dikonfirmasi secara independen. Tetapi jika itu adalah partikel baru, itu bisa mengubah segalanya. Energi sisa partikel - 17 MeV / c
2 - sangat menarik. Putarannya adalah 1, yang menunjukkan bahwa itu adalah boson (atau yang serupa). Ia bergerak cukup jauh untuk mengukur masa hidupnya,
10-14 detik - yang memberi tahu kita bahwa ini adalah peluruhan yang lemah, dan bukan elektromagnetik, yaitu, ia adalah keadaan lepton yang tidak berhubungan. Tidak boleh kombinasi dari dua quark, karena terlalu ringan - jika tidak maka akan menjadi 10 kali lebih berat. Jika itu adalah partikel nyata, kemungkinan besar jenis
partikel yang
benar-benar baru yang bukan bagian dari Model Standar.
Penjelasan ini berlaku untuk semuanya:
β’ Ini akan menyebabkan munculnya sudut penyebaran (140ΒΊ) dari produk peluruhan, karena rasio massa sisanya terhadap massa elektron dan positron ke mana ia meluruh.
β’ Ini akan memberi kita jalan keluar pertama di luar Model Standar, yang, menurut pendapat kami, harus ada, dan yang masih belum kami temukan.
β’ Secara potensial, bahkan dapat menjelaskan nilai anomali momen magnetik muon, kerabat elektron yang lebih berat.
Tetapi ini hanya jika partikel itu benar-benar ada. Hasil 6,8-Ο akan menarik dalam kasus analisis buta, tetapi tim ilmuwan secara khusus mencari partikel jenis ini. Dalam sains, ada sejarah penemuan yang persis apa yang dicari para ilmuwan, bahkan ketika kenyataannya ini tidak ada. Fokke de Boer - yang melakukan percobaan ini sebelum Krasnakhorkai - menemukan partikel seperti itu, tetapi tidak dapat mengkonfirmasi dan mereproduksi hasilnya.
Kita tahu bahwa di luar Model Standar harus ada fisika fundamental baru, partikel baru dan interaksi baru, dan mungkin petunjuk pertama dari ini ditemukan dalam percobaan ini. Tetapi, menjawab pertanyaan pembaca, saya skeptis dengan hasilnya pada saat yang sama, dan saya bisa membayangkan bahwa itu nyata. Penemuan neutrino bergerak lebih cepat daripada cahaya pada OPERA dan penemuan Higgs boson dalam percobaan CMS / ATLAS memiliki kualitas yang sama. Hanya waktu dan studi tambahan yang akan menentukan jenis hasil baru ini yang akan berubah, berpotensi mampu menjadi partikel materi gelap.