CERN’de 100 Milyarda Bir Gerçekleşen Sıra Dışı Bir Olay
Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN) bilim insanları, Standart Model’in ötesinde yeni fizik ipuçları verebilecek son derece nadir bir olayı gözlemledi.
Parçacık fizikçileri, parçaları çarpıştırıp ortaya çıkan kargaşayı görmekten hoşlanırlar. Bu tür deneyler, Standart Model’in öngördüğü parçacıkların ve süreçlerin, örneğin Higgs Bozonu’nun kanıtlarını bulmamıza yardımcı olabilir veya bazen eksik olan bir şeyi işaret edebilir, örneğin B mezonunun bozunması.
“Standart Model, evrenin temel güçlerini ve yapı taşlarını tanımlar. Bu son derece başarılı bir teoridir, ancak evrenin karanlık madde doğası ve madde-antimadde dengesizliğinin kökenleri gibi açıklayamadığı birçok evrensel gizem vardır,” diyor Professor Mark Thomson.
“Fizikçiler, Standart Model’e teorik genişletmeler arıyorlar. Ultra-nadir süreçlerin ölçümleri, Standart Model’in ötesinde yeni fizik keşfetme umuduyla bu olasılıkları keşfetmek için heyecan verici bir yol sunuyor.”
NA62 deneyinin incelediği ultra-nadir olaylardan biri, bir yüklü kaonun yüklü bir pion ve bir nötrino ile antinötrino çiftine bozunmasıdır. Kaonlar, K mezonları olarak da bilinirler ve tuhaf (ve bazen anti-tuhaf) yapılar olarak kabul edilirler. Protonlar ve nötronlar genellikle üç kuarktan oluşur. Protonlar iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan, nötronlar ise bir yukarı kuark ve iki aşağı kuarktan oluşur. Kaonlar, yukarı ve anti-yukarı kuarkların, tuhaf ve anti-tuhaf kuarkların kombinasyonlarını içeren iki kuarktan oluşur.
Yüklü kaonlar (K+) bir yukarı kuark ve bir anti-tuhaf kuarktan yapılır. Bozunmaları Standart Model tarafından çok hassas bir şekilde tahmin edildiği için özellikle ilgi çekicidirler. Bu tahminlere göre, 10 milyar yüklü kaondan daha azı, bir yüklü pion ve bir nötrino-antineutrino çiftine (K+ → π+νṽ) bozunacaktır. NA62 deneyinin amacı, yüksek yoğunluklu bir proton demetini durgun bir hedefe çarpıştırarak bu bozunmayı aramaktır. Bu çarpışma, daha sonra tespit, ölçüm ve tanımlama için ikincil parçacıklar üretir. Nötrinolar ise kaybolan enerji yoluyla tanımlanır.
2020 yılında, ekip bu nadir bozunma biçiminin deneyle tespit edildiğine dair kanıtlar bildirmişti. Şimdi, daha fazla çarpışma gerçekleştirdikten, daha yüksek enerjili çarpışmalar dahil olmak üzere, ekip 5-sigma tespiti bildirmektedir; bu da tespitin istatistiksel bir hata olma ihtimalinin %0.00006 olduğu anlamına geliyor.
Parçacık Fiziği Profesörü Cristina Lazzeroni “Bu ölçümle birlikte, K+ → π+νṽ, keşif seviyesinde belirlenen en nadir bozunma haline geliyor, ünlü 5 sigma. Bu zor analiz, mükemmel bir ekip çalışmasının sonucudur ve bu yeni sonuçla son derece gurur duyuyorum.”
Bozunma nadirdir, Standart Model tarafından tahmin edildiği gibi, beklenenden yaklaşık %50 daha yüksek bir oranda, yani 100 milyarda yaklaşık 13 kez gerçekleşmektedir. Bu, Standart Model’in tahminleri ile gözlemlenen sonuçlar arasındaki bu tutarsızlığın nedeninin ne olduğu belirsizdir; olası açıklamalar arasında yeni parçacıklar veya yeni fizik yer alıyor ki bunlar oldukça heyecan verici.
Floransa Üniversitesi’nden Profesör Giuseppe Ruggiero “Bu, on yıl önce başlayan uzun bir projenin doruk noktasıdır. Doğada 10^-11 civarında olasılıklara sahip etkiler aramak hem büyüleyici hem de zorludur” dedi. Titiz ve zahmetli bir çalışmanın ardından, çabamız için muhteşem bir ödül aldık ve uzun zamandır beklenen bir sonucu sunduk.”
Ekip, CERN’de sonuçlarını duyurmuş ve sunmuştur; tam makaleler ve ek deneyler ise gelecektir.
Ekip bulgularını bir CERN EP seminerinde sundu.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN’deki 4D Rezonans Çözümleniyor!