Μεγάλη ανατροπή στη Φυσική από τον LHC

Η πρώτη, ή τουλάχιστον η ακριβέστερη, πιθανή απόδειξη της ασυμμετρίας ύλης-αντιύλης επετεύχθη σε ένα από τα πειράματα που διεξάγονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη.
Τα νέα αποτελέσματα θα βοηθήσουν τους ειδικούς στην αναζήτηση μιας ερμηνείας του γιατί η ύλη – και όχι η αντιύλη – επικρατεί στο Σύμπαν.
Παράλληλα όμως εμπεριέχουν ένα «αγκάθι» καθώς δεν φαίνονται να συμφωνούν με αυτά που προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής.

Στα γοητευτικά κουάρκ

Ερευνητές του πειράματος LHCb (γνωστό και ως «πείραμα Beauty») ανακοίνωσαν  στο Συμπόσιο του Επιταχυντή Αδρονίων στο Παρίσι ότι η παραβίαση CP εμφανίζεται στα συγκεντρωτικά αποτελέσματά τους από τις μετρήσεις της συχνότητας διάσπασης διονίων και αντιδιονίων να αγγίζει την τιμή του 0,8% – αισθητά μεγαλύτερη από το μέγιστο 0.1% που προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο.
Αν και το πείραμα Beauty, όπως λέει και το όνομά του, είχε οργανωθεί αρχικά για τη μελέτη των πυθμένιων (ή beauty) κουάρκ, οι διοργανωτές του αποφάσισαν πριν από έναν χρόνο να το επεκτείνουν στα γοητευτικά (ή μαγευτικά) κουάρκ. Οι μετρήσεις που ανακοινώθηκαν στο συμπόσιο από τον φυσικό Μάθιου Τσαρλς προκύπτουν από την ανάλυση όλων των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν σε αυτό το διάστημα.
«Παρατηρήσαμε τους τρόπους διάσπασης του ουδέτερου διονίου ή D⁰ ενός σωματιδίου που αποτελείται από ένα γοητευτικό κουάρκ συν ένα πάνω αντικουάρκ. Συγκεκριμένα μελετήσαμε και συνδυάσαμε τις συχνότητες διάσπασης του D⁰ και του αντισωματιδίου του» εξήγησε ο Πιερλουΐτζι Καμπάνα, εκπρόσωπος του LHCb.

Τιμή μεγαλύτερη από την προβλεπόμενη

Όπως διευκρίνισε ο φυσικός, σύμφωνα με τη θεωρία του Καθιερωμένου Μοντέλου οι ερευνητές θα έπρεπε να δουν ότι η τιμή της παραμέτρου Δέλτα _ΑCP, η οποία σχετίζεται με τις ιδιότητες της ύλης και της αντιύλης και υπολογίζεται με βάση αυτές τις συχνότητες διάσπασης, είναι μικρότερη από 0,1%. Το αποτέλεσμα στο οποίο κατέληξαν ήταν όμως εντελώς διαφορετικό.
«Διαπιστώσαμε ότι η Δέλτα A_CP είναι περίπου 0.8% αντί του προβλεπόμενου 1%. Αν και η ακριβής αξιολόγηση διαδικασιών που αφορούν τα γοητευτικά κουάρκ είναι δύσκολη, η παράμετρος Δέλτα ΑCP φαίνεται ότι είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι περιμέναμε» τόνισε ο κ. Καμπάνα.
Αλλα πειράματα που έχουν γίνει στο παρελθόν, κυρίως στον επιταχυντή του Εθνικού Εργαστηρίου Φέρμι των Ηνωμένων Πολιτειών, έχουν υπολογίσει την παραβίαση CP περίπου στο 1%, με ένα περιθώριο λάθους που σήμαινε ότι το αποτέλεσμα θα μπορούσε να ταιριάζει με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Μοντέλου.

Περιθώριο λάθους 0,5%

Τα πειράματα του LHCb χαρακτηρίζονται όμως από πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Ως τώρα οι ερευνητές έχουν αναλύσει το 60% των δεδομένων που κατέγραψαν τα πειράματα, γεγονός το οποίο προσδίδει στα αποτελέσματά τους μια στατιστική βεβαιότητα «3,5 σίγμα» – η πιθανότητα δηλαδή οι υπολογισμοί τους να οφείλονται στην τύχη είναι μικρότερη του 0,5%.
Η ολοκλήρωση της ανάλυσης θα δείξει αν θα επιτευχθεί η «απόλυτη» βεβαιότητα των «5 σίγμα», η οποία θα προσδώσει και την «τυπική» σφραγίδα στη νέα ανακάλυψη. Ηδη πάντως οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν αρχίσει να εξετάζουν τα απρόσμενα αποτελέσματα ενώ οι υπεύθυνοι του προγράμματος δηλώνουν ότι θα επιστρατεύσουν όλα τα μέσα ώστε να «σιγουρέψουν» τα δεδομένα τους.
«Σκοπεύουμε να ολοκληρώσουμε την ανάλυση αλλά επίσης να διεξαγάγουμε ανεξάρτητους ελέγχους χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις και στρατηγικές» τόνισε ο κ. Καμπάνα.

Πηγή: Βήμα Science
          LCHb Experiment