Του Κώστα Δεληγιάννη
Πρόσφατες μετρήσεις από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων LHC, στο CERN στη Γενεύη, παραπέμπουν σε ένα φαινόμενο το οποίο ξεπερνά το Καθιερωμένο Πρότυπο της φυσικής, δηλαδή το αποδεκτό μοντέλο για τους «δομικούς λίθους» της ύλης και τους τρόπους με τους οποίους αυτά αλληλεπιδρούν.
Οι ενδείξεις αυτές προήλθαν από την ανάλυση επιστημόνων από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών. Αν τελικά επιβεβαιωθούν, το αποτέλεσμα θα είναι μία νέα εποχή για τη φυσική και την αναζήτηση μίας καινούριας θεωρίας που θα εξηγεί ακόμη πληρέστερα τον κόσμο που μας περιβάλλει.
Παρόλο που το Καθιερωμένο Πρότυπο έχει επιβεβαιωθεί από αναρίθμητα πειράματα μέχρι σήμερα, και επομένως αποτελεί τον καλύτερο τρόπο εξήγησης του σύμπαντος, είναι γνωστό πως απέχει πολύ από το να είναι η τελευταία λέξη της επιστήμης στην περιγραφή των φυσικών φαινομένων. Εξάλλου, μία από τις σημαντικότερες ατέλειές του είναι ότι δεν περιλαμβάνει τη βαρύτητα.
Έτσι, οι επιστήμονες αναζητούν εδώ και δεκαετίες ενδείξεις που δείχνουν να πηγαίνουν πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Κάτι που ενδεχομένως συνέβη στον LHC.
Η υποτιθέμενη ασυμφωνία πειράματος και θεωρίας αφορά ένα σωμάτιο που ονομάζεται μεσόνιο Β. Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο, τα μεσόνια Β θα πρέπει να διασπώνται με πολύ συγκεκριμένες συχνότητες. Οι προβλέψεις αυτές ωστόσο δεν ταιριάζουν με τα αποτελέσματα των πειραμάτων στον επιταχυντή, γεγονός που αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο για την πρώτη αστοχία της θεωρίας.
«Μέχρι τώρα, όλες οι μετρήσεις συμφωνούν με τις προβλέψεις του Καθιεωρμένου Προτύπου», λέει στο σάιτ EurekAlert o ερευνητής Μάριους Βίτεκ, από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών.
«Παρ’ όλα αυτά γνωρίζουμε πως το Καθιερωμένο Πρότυπο δεν μπορεί να εξηγήσει όλες τις ιδιότητες του σύμπαντος. Για ποιον λόγο η ύλη επικράτησε της αντιύλης; Τι είναι η σκοτεινή ύλη; Αυτά τα ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα».
Οι επίμαχες ενδείξεις προέκυψαν από πειράματα το 2011 και το 2012, ενώ εντοπιστήκαν πέρυσι, όταν οι επιστήμονες παρατήρησαν πως η συχνότητα διάσπασης των μεσονίων Β δεν συμφωνούσε με τις θεωρητικές προβλέψεις.
Μέχρι τώρα, οι Πολωνοί ερευνητές έχουν δείξει πως, εκτός από τη συχνότητα, υπάρχει ασυμφωνία και με τις γωνίες διάσπασης. «Για να το θέσουμε με κινηματογραφικούς όρους, ενώ μέχρι πρόσφατα είχαμε δει κάποιες αποσπασματικές σκηνές ενός πολυαναμενόμενου μπλοκμπάστερ, τελικά ο επιταχυντής μας παρείχε το πρώτο πραγματικό τρέιλερ», σημειώνει ο Βίτεκ.
Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο, τα μεσόνια Β αποτελούνται από ένα κουάρκ κι ένα αντικουάρκ. Η σύνθεσή τους έχει ως συνέπεια να διασπώνται γρήγορα, με τα σωματίδια που προκύπτουν να εκπέμπονται σε συγκεκριμένες γωνίες.
Ενώ οι φυσικοί είχαν εντοπίσει πως «κάτι δεν πήγαινε καλά» με τον χρόνο διάσπασης, δεν μπορούσαν να εντοπίσουν την ασυμφωνία στις γωνίες εκπομπής, επειδή οι μέθοδος μέτρησης που χρησιμοποιούσαν δεν ήταν αρκετά ακριβής.
Τώρα όμως, χάρις σε μία νέα τεχνική που ανέπτυξαν οι Πολωνοί ερευνητές, μπόρεσαν να δείξουν πως, στις μετρήσεις των διασπάσεων των μεσονίων Β που καταγράφηκαν τόσο το 2011 όσο και το 2012, οι γωνίες διέφεραν από τους θεωρητικούς υπολογισμούς.
Οι Πολωνοί επιστήμονες ξεκαθαρίζουν πως ακόμη δεν μιλούν για ανακάλυψη – αφού χρειάζονται πολύ περισσότερα δεδομένα για να είναι βέβαιοι πως οι ενδείξεις είναι αποδείξεις. Αυτή τη στιγμή, η πιθανότητα επιβεβαίωσης του ευρήματός τους είναι 3,4 σίγμα, θα πρέπει όμως να ξεπεράσει το όριο των 5 σίγμα.
Ποια θα ήταν όμως η συνέπεια από την ασυμφωνία των πειραμάτων με το Καθιερωμένο Πρότυπο; Θα μπορούσε να σημαίνει πως στη διαδικασία εμπλέκεται ένα νέο σωματίδιο: η πιο διαδεδομένη μέχρι αυτή τη στιγμή υπόθεση αναφέρεται στο μποζόνιο Ζ’’ (Z-prime) το οποίο δεν προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
Ευτυχώς, εδώ και λίγους μήνες ξεκίνησε ξανά η λειτουργία του επιταχυντής, και μάλιστα σε ενέργειες που πρώτη φορά έχουν επιτευχθεί στην ιστορία. Επομένως οι φυσικοί σύντομα θα έχουν στη διάθεσή τους πολλά «φρέσκα» δεδομένα για να αναλύσουν, τα οποία ίσως επιβεβαιώσουν τη νέα εποχή στην οποία εισέρχεται η φυσική.
«Όπως ακριβώς και στις καλές ταινίες, όλοι αναρωτιούνται τι θα συμβεί στο τέλος, χωρίς κανείς να μπορεί να περιμένει», καταλήγει ο Βίτεκ.
