Το CERN πραγματοποίησε ιστορική μέτρηση για τη Σωματιδιακή Φυσική

Το μποζόνιο Higgs βοήθησε σημαντικά στην θεμελίωση του Καθιερωμένου Προτύπου (Standard Model), και αυτό είναι ένα πρόβλημα, επειδή η θεωρία είναι τόσο τέλεια, σφαιρική και απρόσκοπτη που δεν έχουμε καμία ιδέα για το ποιο θα μπορούσε να είναι το επόμενο βήμα ή έστω μια κάποια εξέλιξη της. Και αυτό είναι μια πρόκληση για τους επιστήμονες, διότι μέχρι στιγμής η πρόοδος σημειώνεται όταν είναι σε θέση να εντοπίζουν τα ελαττώματα στις θεωρίες τους!

Αυτή τη στιγμή, το Standard Model είναι η θεωρεία που περιγράφει καλύτερα τον κόσμο της Σωματιδιακής Φυσικής. Είναι τόσο στιβαρή και τέλεια που, παρά το γεγονός ότι οι φυσικοί έχουν ξοδέψει πολλά χρόνια ψάχνοντας για τα αδύνατα σημεία της, δεν τα έχουν βρει ακόμα. Έχουν καταλήξει σε κάποια ελπιδοφόρα σημάδια, αλλά αυτή η θεωρία είναι τόσο σταθερή που παραμένει ακλόνητη. Οι ερευνητές γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι για να αναπτύξουμε μια νέα Φυσική και να διευρύνουμε τις γνώσεις μας στον τομέα της Σωματιδιακής Φυσικής είναι απαραίτητο να γκρεμίσουμε τα τείχη του Standard Model.

Την περασμένη εβδομάδα, οι ερευνητές που εργάζονται στο πείραμα CMS στο CERN δημοσιοποίησαν ένα από τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα που έχουν λάβει τα τελευταία χρόνια: κατάφεραν να μετρήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ τη γωνία της ηλεκτρασθενούς ανάμιξης των λεπτονίων, και η μέτρηση της ταιριάζει απόλυτα με την πρόβλεψη του Standard Model. Άλλα εργαστήρια Σωματιδιακής Φυσικής, ακόμη και το ίδιο το CERN, είχαν μετρήσει στο παρελθόν αυτή την παράμετρο, αλλά η τιμή της διαφωνούσε σε κάποιο βαθμό με την πρόβλεψη του μέχρι τώρα αλάνθαστου Standard Model.

Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό των λεπτονίων, μιας οικογένειας σωματιδίων στην οποία ανήκουν το ηλεκτρόνιο, το μιόνιο και το ταυ, είναι ότι αλληλεπιδρούν με τον ίδιο τρόπο με άλλα σωματίδια. Αυτή η συμπεριφορά είναι γνωστή ως λεπτονική καθολικότητα. Συνέπεια αυτής της ιδιότητας είναι ότι όταν διασπώνται η διάσπαση τους προκαλεί τη δημιουργία άλλων σωματιδίων και όλα αυτά εμφανίζονται με την ίδια πιθανότητα.

Χάρη σε αυτήν την εξέλιξη είναι μια καλή ευκαιρία να συνειδητοποιήσουμε πόσο εξαιρετικά ακριβείς μπορούν να είναι οι μετρήσεις που γίνονται στους επιταχυντές αδρονίων. και σύμφωνα με την Patricia McBride, μία από τις εκπροσώπους του πειράματος CMS, αυτό είναι το πραγματικό επίτευγμα που ενδεχομένως στο μέλλον θα οδηγήσει σε ανακαλύψεις για να θεμελιωθεί μια νέα θεωρία ή «μια νέα Φυσική» (σ.σ. για να πετάξουμε στα σκουπίδια τα πτυχία μας…).

Αυτό το αποτέλεσμα δείχνει ότι η φυσική ακριβείας μπορεί να πραγματοποιηθεί σε επιταχυντές αδρονίων. Η ανάλυση έπρεπε να αντιμετωπίσει το δύσκολο περιβάλλον του LHC Run 2, με κατά μέσο όρο 35 ταυτόχρονες συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων. Αυτό ανοίγει το δρόμο για φυσική μεγαλύτερης ακρίβειας στον LHC υψηλής φωτεινότητας, όπου θα συγκρούονται ταυτόχρονα πέντε φορές περισσότερα ζεύγη πρωτονίων.

[CERN]