W laboratorium CERN pod Genewą naukowcy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) zarejestrowali zjawisko, które – jeśli zostanie potwierdzone – może wymusić rewizję obowiązującej teorii cząstek elementarnych. Chodzi o nieoczekiwany wzorzec w rozpadzie pewnych mezonów, który odbiega od przewidywań Modelu Standardowego.
Co zaobserwowano?
Zespół analizujący dane z detektora LHCb zauważył, że rozpad tzw. mezonów B z udziałem elektronów i mionów nie przebiega zgodnie z dotychczasową wiedzą. Model Standardowy zakłada, że oba typy leptonów powinny pojawiać się w tych samych proporcjach. Tymczasem wyniki wskazują na nadmiar rozpadów z elektronami – różnica sięga około 3,1 sigma, co oznacza, że istnieje około 0,1% szansy, że jest to jedynie fluktuacja statystyczna.
Choć próg wymagany do ogłoszenia odkrycia wynosi 5 sigma, obecny sygnał jest na tyle intrygujący, że fizycy nazwali go „pięknymi pingwinami” – od nazwy diagramów Feynmana używanych do opisu takich procesów, które przypominają kształtem pingwina.
Konsekwencje dla fizyki
Gdyby anomalia się potwierdziła, oznaczałoby to istnienie nieznanych dotąd cząstek lub sił, które wpływają na zachowanie kwarków. Model Standardowy, który od lat 70. XX wieku świetnie opisuje znane cząstki i oddziaływania, ma jednak słabe punkty – nie wyjaśnia ciemnej materii, ciemnej energii ani asymetrii między materią a antymaterią we Wszechświecie.
„Jeśli te wyniki się utrzymają, będziemy mieli pierwszą solidną wskazówkę, że istnieje fizyka poza Modelem Standardowym” – komentuje prof. Maria Kowalska z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN, która nie bierze udziału w eksperymencie. „To może być klucz do zrozumienia, dlaczego Wszechświat składa się głównie z materii, a nie antymaterii”.
Podobne sygnały pojawiały się już wcześniej w danych z LHCb, ale były słabsze. Obecne pomiary – zebrane podczas drugiego uruchomienia LHC w latach 2015–2018 – są dokładniejsze, co zwiększa wiarygodność obserwacji.
Co dalej?
Naukowcy planują przeprowadzić dodatkowe analizy z użyciem większej statystyki, która będzie dostępna po zakończeniu trzeciego etapu pracy akceleratora, planowanego na 2027 rok. Równocześnie inne eksperymenty, takie jak ATLAS i CMS, sprawdzają swoje dane pod kątem podobnych anomalii.
Jeśli wyniki się potwierdzą, może to oznaczać konieczność rozszerzenia Modelu Standardowego o nowe cząstki, np. leptokwarki lub bozony Z’. Byłoby to jedno z najważniejszych odkryć w fizyce od czasu detekcji bozonu Higgsa w 2012 roku.
„To jak znalezienie rysy na doskonałej ścianie – jeśli się powiększy, cały mur może runąć” – mówi dr hab. Jan Nowak z Uniwersytetu Warszawskiego, specjalista od fizyki cząstek.
Niezależnie od ostatecznego werdyktu, „piękne pingwiny” już teraz przyciągają uwagę środowiska naukowego, pokazując, że nawet dobrze ugruntowane teorie mogą kryć luki, które czekają na odkrycie.
Foto: images.pexels.com
Źródło: wyborcza.pl
