[/caption]Om du trodde att några kvantupptäckter skulle behöva vänta tills Large Hadron Collider (LHC) slås på igen 2009, skulle du ha fel. Bara för att LHC representerar nästa steg i partikelacceleratorutvecklingen betyder det inte att världens etablerade och långvariga acceleratoranläggningar redan har stängt butiken och lämnat staden. Det verkar som om Tevatron-partikelacceleratorn vid Fermilab i Batavia, Illinois, har upptäckt...
...något.
Forskare vid Tevatron är ovilliga att hylla nya resultat från Collider Detector på Fermilab (CDF) som en 'ny upptäckt' eftersom de helt enkeltvet intevad deras resultat tyder på. Under kollisioner mellan protoner och anti-protoner övervakade CDF sönderfallet av bottenkvarkar och bottenantikvarkar till myoner. Men CDF-forskare upptäckte något konstigt.För mångamyoner genererades av kollisionerna, och myoner var detdyker upp utanför strålröret...
Tevatron öppnades 1983 och är för närvarande den mest kraftfulla partikelacceleratorn i världen. Det är den enda kollideraren som kan accelerera protoner och antiprotoner till 1 TeV-energier, men den kommer att överträffas av LHC när den äntligen sätts i drift någon gång i början av nästa år. När LHC går online kommer den subatomära lågan att skickas till den europeiska acceleratorn och Tevatron kommer att förberedas för avveckling någon gång under 2010. Men innan denna kraftfulla anläggning stängs kommer den att fortsätta sondera materia ett tag till.
I de senaste protonkollisionsexperimenten började forskare som använder CDF se något de inte kunde förklara med vår nuvarande förståelse av modern fysik.
Partikelkollisionerna sker inuti det 1,5 cm breda 'stråleröret' som kollimerar de relativistiska partikelstrålarna och fokuserar dem till en punkt för kollisionen att inträffa. Efter kollisionen upptäcks den resulterande sprayen av partiklar av de omgivande lagren av elektronik. Men CDF-teamet upptäckte att för många myoner genererades efter kollisionen. Dessutom genererades myoner på ett oförklarligt sättutanförstrålröret utan spår detekterade i de innersta lagren av CDF-detektorer.
CDF:s talesperson Jacobo Konigsberg, är angelägen om att betona att fler utredningar måste göras innan man kan komma fram till en förklaring. 'Vi har inte uteslutit en vardaglig förklaring till detta, och jag vill göra det mycket tydligt,' han sa.
Men teoretiker är inte så reserverade och är mycket exalterade över vad detta kan betyda för standardmodellen av subatomära partiklar. Om detekteringen av dessa överskott av myoner visar sig vara korrekt, har den 'okända' partikeln en livstid på 20 pikosekunder och har förmågan att färdas 1 cm, genom sidan av strålröret, och sedan sönderfalla till myoner.
Dan Hooper, en annan forskare från Fermilab, påpekar att om detta verkligen är en tidigare okänd partikel skulle det vara en enorm upptäckt. 'En centimeter är långt för de flesta typer av partiklar att göra det innan det sönderfaller' säger. 'Det är för tidigt att säga mycket om detta. Med det sagt, om det visar sig att en ny 'långlivad' partikel existerar, skulle det vara en mycket stor sak.'
Neal Weiner från New York University håller med Hooper. 'Om detta stämmer är det bara otroligt spännande,' han säger. 'Det skulle vara en indikation på fysiken kanske ännu mer intressant än vi har gissat på förhand.'
Partikelacceleratorer har en lång historia av att producera oväntade resultat, kanske kan detta vara en indikator på en partikel som tidigare har förbisetts, eller mer intressant,inte förutspått. Naturligtvis är forskare snabba att postulera att mörk materia kan ligga bakom allt detta.
Weiner har tillsammans med kollegan Nima Arkani-Hamed formulerat en modell som förutsäger förekomsten av mörk materia partiklar i universum. I deras teori interagerar mörk materia partiklar sinsemellan via kraftbärande partiklar med en massa på ungefär 1 GeV. CDF-myonerna som genereras utanför strålröret har beräknats produceras av en 'okänd' sönderfallande moderpartikel med en massa på cirka 1 GeV.
Jämförelsen är slående, men Weiner är snabb med att påpeka att det krävs mer arbete innan CDF-resultaten kan kopplas till mörk materia. 'Vi försöker ta reda på det,' han sa. 'Men jag skulle bli exalterad av CDF-data oavsett.'
Vi kanske inte behöver vänta på LHC, lite ny fysik kan avslöjas innan den helt nya CERN-acceleratorn ens är reparerad...
Källa: Ny vetenskapsman