Megdőlhet a részecskefizika standard modellje

Egy évtizednyi mérés után a tudósok bejelentették, hogy a W-bozon nevű elemi részecske tömege lényegesen nagyobb, mint ahogy az elméletekben leírták, ez pedig alapjaiban rázza meg az univerzum működéséről alkotott elképzelést.

A részecskefizika alapjait az úgynevezett standard modell írja le, amely az eddigi legjobb elmélet az univerzum legalapvetőbb építőköveinek és az őket irányító erőknek a leírására. A W-bozon egy elektromos töltésű elemi részecske, amely az úgynevezett gyenge erőt, a természet négy alapvető erőjének egyikét irányítja.

A Science tudományos lap friss számában közölt tanulmány szerint azonban a W-bozon eddigi legpontosabb mérése ellentmond az elmúlt fél évszázadban az egyik legsikeresebb tudományos elméletként ismert standard modell szabályainak. Ashutosh Kotwal, a Duke Egyetem fizikusa, a kutatás vezetője elmondta, hogy az eredményhez több mint 400 tudós tíz éven át rögzítette és elemezte a „mintegy 450 trillió ütközésből álló adatbázist”. 

Az említett cikk szerzői között volt Yoshikazu Nagai, az ELTE Atomfizikai Tanszékének kutatója is.

Az ütközéseket, melyekben a részecskéket óriási sebességgel zúzzák szét, hogy tanulmányozhassák őket, az amerikai Illionis államban lévő Tevatron ütköztetővel hajtották végre.

A Tevatron 2011-ben leállt, de a Fermilab Collider Detector (CDF) tudósai azóta is végzik a számításokat. Elmondták, hogy 0,01 százalékos pontossággal határozták meg a W-bozon tömegét, vagyis kétszer olyan pontosan, mint a korábbi kísérletek.

Először hibára gyanakodtak

Ez olyan pontosság, mintha egy 350 kilogrammos gorilla súlyát 40 grammos pontossággal mérnék meg. Azt találták, hogy ez a modellben előrejelzettől hét standard eltéréssel – amit szigmának is hívnak – különbözik.

Senki sem számított erre. Azt gondoltuk, hogy valamit elrontottunk

– mondta Giorgio Chiarelli professzor, a Fermilab egyik szóvivője.

A Fermilab munkatársa, David Toback szerint most az elméleti fizikusokon és újabb kísérleteken a sor, hogy megoldják a rejtélyt.

Ha ez valóságos, és nem rendszerszintű torzítás vagy a számítások módszerének félreértése, akkor ez azt jelentené, hogy új alapvető összetevője van az univerzumnak, amit eddig nem fedeztünk fel

– mondta Harry Cliff, a Cambridge-i Egyetem tudósa, aki a Nagy Hadronütköztetőben dolgozik.

A tudományos világ figyelme most a Nagy Hadronütközető felé fordul, ahol hároméves felújítási munkálatok végeztével hamarosan újrakezdődik a munka, és ellenőrizhetik a Fermilab tudósainak eredményeit.

(BBC, MTI, Science Alert)