Dezső
14 °C
27 °C

Megvan a sötét anyag egyik részecskéje?

2008.11.04. 08:00
Az Illinois-i Tevatron részecskegyorsító egyik kísérletében szokatlan részecskekeletkezést észleltek a tudósok. A jelenségre egyelőre nincs magyarázat, de nem zárható ki, hogy a misztikus sötét anyag egy részecskéjére bukkantak – írja a New Scientist.

Miközben a tudományos sajtó figyelme az utóbbi hónapokban a CERN szeptemberben elindított, majd egy üzemzavar miatt tavaszig leállított részecskegyorsítójára, az LHC-re irányult (lásd kétrészes helyszíni riportunkat, illetve cikkünket a magyar fizikusok munkájáról), az LHC után a legnagyobb teljesítményű részecskegyorsítóban, az Illinois amerikai államban található Tevatronban izgalmas dolgok történtek.

A Fermilab által működtetett, öregedő Tevatront terv szerint 2009-ben állítják le, de addig még protonokat és antiprotonokat ütköztetnek benne. Az egymással ellentétes irányú részecskenyalábok egy-egy másfél centiméter átmérőjű csőben haladnak, ezeket óriási műszeregyüttesek, detektorok közepén vezetik egymásnak. A detektorok az ütközések során keletkezett részecskéket figyelik, hátha találnak valamilyen ritka jelenséget, esetleg eddig még nem ismert részecskét.

A Tevatron egyik ilyen kísérletében nagy meglepetés érte a CDF (Collider Detector at Fermilab) detektor adatait elemző tudósokat. A kutatók bizonyos kvark és antikvark részecskék bomlástermékeit keresték, mindenekelőtt müonokat (a müon az elektronnál nagyjából kétszázszor nehezebb elemi részecske). A fizikusokat két meglepetés érte: egyrészt a várnál sokkal több müon keletkezett, másrészt a müonok egy része semmi nyomot nem hagyott a detektor belső rétegeiben, vagyis a müonok a nyalábot vezető csövön kívül jöttek létre. A CDF kutatócsoportja úgy nyilatkozott, hogy a részecskefizika standard modelljével (az ismert négy kvantumfizikai kölcsönhatásból hármat összesítő elmélet) nem tudják megmagyarázni a jelenséget. A szakemberek nagyon óvatosan fogalmaztak, szerintük több hasonló kísérleti megfigyelésre volna szükség.

Spekulációk persze máris vannak. A csövön kívül keletkező müonok valamilyen nagy energiájú részecskére utalnak, amely nagyjából 20 pikoszekundumig létezett, ezalatt legalább egy centimétert tett meg, átjutott a nyalábot vezető csövön, és csak kint bomlott müonokká. "Egy centiméter nagy út egy részecskének" – fogalmazott a lapnak Dan Hooper, a Fermilab munkatársa, hozzátéve, hogy óriási felfedezés lenne egy ilyen nagy energiájú részecske felfedezése. A feltételezett részecske tömegét nagyjából 1 GeV-re saccolják (gigaelektronvolt, a joule-lal ekvivalens energia-mértékegység, de a fizikusok a részecskék tömegét is elektronvoltban mérik).

Nem zárható ki, hogy a fizikusok a sötét anyag egy részecskéjére bukkantak, létezik olyan elmélet, amibe a CDF-nél tapasztaltak bepasszolnak. Ezt a sötétanyag-teóriát Weiner és Nima Arkani-Hamed, a Princeton Egyetem tudósai dolgozták ki kollégáikkal, hogy megmagyarázzák a Tejútrendszer bizonyos megfigyelt sugárzásait. A modell éppen 1 GeV-os közvetítő részecskéket jósol.

A sötét anyag a fizikai és csillagászati kutatások egyik új területe. A kutatók úgy vélik, a sötét anyag az úgynevezett wimpekből (weakly interacting massive particles), azaz gyengén kölcsönható nehéz részecskékből áll. A wimpek kitöltik az űrt a csillagok között és olyan gyenge kölcsönhatásban állnak a többi anyaggal, hogy tulajdonképpen áthaladhatnak rajtuk, így a Földön is. Feltételezések szerint a sötét anyag a világegyetem "állványzata", ez jött létre először az ősrobbanás után, majd a saját tömegétől összeomlott, gyűrűformákba tömörült, és e gyűrűképződmények révén alakultak ki a galaxisok.

15%
4999 Ft
4250 Ft
15%
3899 Ft
3315 Ft