Melinda, Vivien, Aranka2020. december 02., szerda
Tudomány

Eltűnt az évszázad felfedezésére utaló jel

2016.08.07.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Mégis jó a standard modell: az új fizikára utaló részecske nem látszik a mérési adatokban.

A CMS detektor az LHC-ben
Fotó: CERN

Éppen a napokban zajlik Chicagóban a részecskefizikusok legnagyobb konferenciája, ahol bejelentették, hogy a nagyenergiás tudományos közösséget izgalomban tartó, új fizikára utaló részecske „felszívódott” a legújabb mérési adatokban. Horváth Dezső, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, az MTA Atomki és a CERN munkatársának írása.

A CERN Nagy Hadronütköztetőjének (LHC) megfigyelései között egyetlen biztató eltérést találtak a fizikusok a standard modelltől: egy olyan új részecske (X részecske) halvány nyomát a Higgs-bozon tömegének hatszorosa (750 GeV/c2) környékén, amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a Higgs-bozon, de egészen másképpen bomlik. Az LHC 2016-os adatgyűjtésének egyik fő célja e részecske létezésének ellenőrzése volt. A megfigyelés bejelentése ugyanis óriási izgalmat váltott ki a nagyenergiás közösségben, mert kilépést jelentett volna a standard modell keretei közül.

Két nagy kísérlet, az ATLAS és a CMS is megfigyelte a részecske nyomát, de egyik sem teljesen meggyőzően. Mégis volt remény arra, hogy valami újat fedeztek fel, hiszen a megfigyelés erőssége, amelyet azzal fejezünk ki, hogy a σ (szigma) mérési bizonytalanság hányszorosával emelkedik ki az új jelenség a zajból, közel ugyanakkora volt, mint a Higgs-bozon megfigyeléséé 2011 végén (3σ körüli). A Higgs-bozon esetén ezt diadalmas bejelentés követte 2012 nyarán, amikor az újabb adatokkal mindkét kísérletnél elérte a megállapodás szerinti felfedezési küszöböt, az 5σ többletet. Izgatottan vártuk tehát a 2016-os LHC-adatokat, megerősítik-e az X részecske létezését.

Vajon miért volt a nagy izgalom? Új részecske! No bummm! Csakhogy ez az X részecske rettenetesen kilógott a standard modell keretei közül. Egy 750 GeV tömegű, Higgs-bozonhoz hasonló X részecske nagyon sokféleképpen elbomolhat. Ez már a sokkal könnyebb Higgs-bozonra is igaz volt, és nagyobb tömegű részecske bomlásánál sokkal több lehetőség nyílik más bomlási módok megnyilvánulására. Először a Higgs-bozon megfigyelésére is három, majd később még több bomlási módozatot vizsgáltunk. Az X részecske azonban látszólag csak a legvalószínűtlenebb, két nagyenergiás gamma-fotonra akart bomlani, a sokkal nagyobb valószínűségű bomlási csatornák nagyobb tömegű részecskékkel üresen maradtak nála. Ez tette a 2015-ös halvány megfigyelést annyira izgalmassá, hogy közzététele után néhány hónapon belül több száz elméleti fizikai publikáció fejtegette, vajon miről lehet szó.

Mindkét kísérlet 2016 legnagyobb részecskefizikai konferenciájára, a Chicagóban most zajló (2016. augusztus 4–10.), sok ezer résztvevős ICHEP-re időzítette legújabb eredményeit. A CMS-kísérlet adatai egyrészt lehangolóak, másrészt igencsak biztatóak. Az új adatok csökkentették az X részecske megfigyelésének jelentőségét: a 2015-ös adathalmaz sokszorosának analízisével a 750 GeV-es többlet lecsúszott az észlelhetőségi szint alá, 2σ környékére.

Ez egyrészt lehangoló, hiszen szinte az évszázad részecskefizikai felfedezése lett volna, ha a standard modellnek ennyire ellentmondó jelenséget találunk. Ugyanakkor megnyugtató, hogy mégis jól ismerjük világunkat, és a standard modell továbbra is időtállónak bizonyult. Az ATLAS kísérlet teljesen azonos eredményre jutott: statisztikus ingadozás volt a 750 GeV-es többlet, semmi más. Ilyen jelenséget már többször láttunk, és ez egyáltalán nem jelent mérési hibát. Újabb adalék ahhoz, hogy óvatosan kell kezelnünk a megrázó új felfedezéseket.

Forrás: MTA/Horváth Dezső a fizikus, MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, az MTA Atomki és a CERN munkatársa

A teljes cikket az MTA weboldalán olvashatják.

Hozzászólások

Az élményajándékot jobban értékelik a gyerekek

Az élményajándékot jobban értékelik a gyerekek

Ahogy a gyerekek nőnek, egyre jobban örülnek az élményajándéknak a tárgyak helyett - ezt állapította meg az Illinois Egyetem chicagói intézményének kutatása.

Miként lehet a holdporból oxigént előállítani?

Miként lehet a holdporból oxigént előállítani?

Már csak a folyamat apróbb részleteit kell finomítaniuk a mérnököknek, és nemcsak oxigént lehet majd kinyerni a holdporból, de építőanyag is keletkezik.

Komplex tényezők befolyásolják az őszi lombhullást

Komplex tényezők befolyásolják az őszi lombhullást

1948-2015 közti megfigyelések és laborkísérletek alapján új modellt készítettek a svájci kutatók, amelyből a fák szénmegkötő képességének korlátaira derült fény.

Miről árulkodik a neandervölgyiek hüvelykujja?

Miről árulkodik a neandervölgyiek hüvelykujja?

Bár a neandervölgyiek igen közeli rokonaink voltak, rengeteg kisebb-nagyobb szempontból különböztek tőlünk.

Hazafelé tart a Hajabusza-2 űrszonda, egy óriásteleszkóp le is fotózta

Hazafelé tart a Hajabusza-2 űrszonda, egy óriásteleszkóp le is fotózta

A Ryugu nevű kisbolygóról 2019-ben gyűjtött mintával igyekszik hazafelé a japán Hajabusza-2 űrszonda, az érkezés december 6-án várható.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket