LHC’de Yeni Partikül Fiyaskosu İçin Ümitlenmek
Potansiyel olarak devrmci olan ve geçen yıl tespit edilen yeni bir parçacığın merak uyandırıcı sinyali tesadüfen ortaya çıktı.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki iki büyük deneyden biri olan ATLAS detektörünün bir bölümü, devrim niteliğinde yeni bir atomaltı parçacık olabilecek bir partikül rapor etti ve şimdilerde bu iddia yalanlanmaktadır. Fotoğraf: CERN
Aylardır fizik dünyası, fizik üzerine olan görüşümüzde devrim yapabilecek olan potansiyel bir atomaltı parçacık hakkındaki söylentilerle heyecanlanmıştı. Fakat şimdilerde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan (LHC) fizikçilerin elde ettiği bugünkü yeni sonuçlar bu devrimi ortadan kaldırdı.
LHC, ATLAS ve CMS’deki iki bağımsız deneyin her biri verileriyle aynı şekilde umutlandırıp beklenmedik sonuçlar verdiğinde bir parçacığın ilk işaretleri Aralık 2015 tarihinde ortaya çıktı. Her iki deney, neredeyse ışık hızındaki protonları birlikte parçalamaktadır ve son derece enerjik çarpışmalar tarafından üretilen yeni temel parçacıklar aramaktadır. Henüz en yüksek enerjilerine çıkmışlardı ki iki deney gizemli bir sinyal tespit etti: kombine olmuş 750 giga elektron volt (GeV) enerji ile beklenenden daha fazla foton çiftleri.
Bu “difoton tümsek” bilinen tüm temel parçacıkları ve kuvvetleri kapsayan, 1970’lerde titizlikle test edilmiş ve adamakıllı başarılı olmuş bir deneye ait olan standart model fiziğinin bir öngörüsü değildi. Başarılı olmasına rağmen, her nasılsa, standart model kara deliklerin kalbinde yatanların ne olduğunu, karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasını, yerçekiminin kuantumcu davranışını ve evrenin diğer derin gizemlerini açıklayamaz. ATLAS ve CMS, standart modelin köhne sınırlarının ötesindeki fiziği incelerken ortak difoton tümsekleri eşikte
belirdiler. Haftalar içerisinde küçük bir tümsek, teorisyenler tarafından üretilen spekülatif raporların yüzlercesine ilham kaynağı oldu. Stanford’daki Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi’nde teoriksel bir fizikçi olan Michael Peskin “LHC’de, fizikçiler yeni parçacıkları ve yeni fizik kanunları için çok yoğun bir şekilde çalışıyor, bu sebeple oldukça inandırıcı görünen bazı şeyler hakkında heyecanlanmak kolay oluyor” diyor.
Küçük difoton tümseği oluşturan her neyse hiçbir teori ile tam olarak uyuşmadı. Pek çok bilim insanı, yaklaşık dört yıl önce, verilerde bir kaşın yükselişiyle benzer şekilde ortaya çıkan bir görüntü gibi beliren bir diğer parçacağın, Higgs Bozonu’nun daha ağır bir kuzeni tarafından bu tümseğin üretildiğini ileri sürdü. Diğerleri bunun karanlık bir madde parçacığı veya yerçekim gücü, yerçekimi için tahmin edilen taşıyıcı parçacık olabileceğini ileri sürdüler.
Fakat bu yıl daha fazla veri toplayan LHC’deki bilim insanlarının yaptığı gibi 50 GeV’lik difoton tümseği de kaybolmaya başladı. Şimdilerde, geçen yıl sahip oldukları verinin yaklaşık beş katını analiz ettikten sonra ATLAS ve CMS fizikçileri tümseğin istatistiksel olarak önemsiz olan azalımını izlemektedirler. Parçacık fizikçisi ve ATLAS sözcüsü Dave Charlton Chicago’daki Uluslararası Yüksek Enerji Fiziği Konferansı’ndaki bildirisinde, verilerin tamamına bakıldığında 750 GeV’lik sinyalin şimdilerde, fizikte yeni bir keşfi onaylamak için gerekli olan 5 sigmadan çok daha az olan sadece 2 sigmalık bir öneme sahip olduğunu söyledi. Basitçe söylemek gerekirse, difoton tümsek yanlış bir alarmdı. Charlton “Her iki araçta dalgalanmalar görmüş olmamız veya bunun bir dalgalanma veya istatiksel bir tesadüf olması biraz şaşırtıcı” dedi.
Verilerde görülen anomaliler LHC’de yaygın değildir. Çarpıştırıcı pek çok protonu birlikte çarpıştırmaktadır ve bazen enkaz olacağı belli olan fotonların ekstra çiftlerini bularak pek çok ham veri ortaya çıkarmaktadır. LHCb birliğinin bir üyesi olan Guy Wilkinson “Birçok kez arama yaparsanız bu tür tesadüflerle karşılaşırsınız” diyor.
Difoton tümseğin şimdilerde daha yakından incelendiğinde uçup gitmesine rağmen araştırmacılar, standart modelin ötesinde LHC’nin hala yeni fizik buluşlarına öncülük edeceği konusunda iyimserdirler. Bu milyon dolarlık proje, fizikçilerin zor yeni parçacıkları ayrıştırmak için çok daha fazla veri üretecekleri dönemi geride bırakan çalışma yıllarına sahiptir. CMS fizikçisi Tiziano Camporesi “Bazı şeyleri, bazı yeni fenomenleri veya bu erken aşamada bazı yeni evreleri bulduysak çok şanslı olduğumuz içindi” diyor. “Ama sabırlı olmamız gerekiyor.”
Haber: Knvul Sheikh
Kaynak: Scientific American
Çeviren: Bünyamin TAN