ŽENEVA - Znanstvenici koji rade na detektoru LHCb u sklopu Velikog hadronskog sudarača (Large Hadron Collider - LHC) na CERN-u pronašli su rezultate koji bi mogli dovesti do razvoja potpuno nove fizike, ukoliko se pokažu točnima.
U istraživanju objavljenom prošli tjedan u znanstvenom časopisu Journal of High Energy Physics, predstavili su rezultate koji su posljedica stotina tisuća ponovljenih mjerenja, a ukazuju da se jedna egzotična čestica, B mezon, raspada drugačije od načina koji predviđa ‘Standardni model’ - sveprihvaćena teorija fizike čestica koja je do sada davala najbolji moguće objašnjenje ponašanja subatomskog svijeta.
Čini se kao relativno minorna stvar, no radi se o podrhtavanju koje bi moglo prethoditi velikom tektonskom poremećaju u našem shvaćanju univerzuma.
Čemu služi Veliki hadronski sudarač?
Kada je planirana izgradnja LHC-a, znanstvenici su imali četiri osnovna pitanja na koja su se nadali naći odgovor. Prvo, postoji li Higgsov bozon, takozvana ‘božja čestica’? Drugo, gdje je nestala antimaterija, i zašto je cijeli univerzum sačinjen samo od ‘običnih’ čestica? Treće, postoje li čestice koje nismo predvidjeli, i vrijedi li Standardni model na višim razinama energije, te četvrto: postoje li dodatne dimenzije osim onih koje smo u stanju vidjeti svaki dan?
Uz cijenu od do sad već 15 milijardi dolara, radi se o najvećem znanstvenom eksperimentu te vrste u povijesti, no njegova je svrha otkriti nam istinske zakone univerzuma, pomoći nam da shvatimo kako se međusobno sklapaju ‘Lego kockice’ od kojih je sačinjeno sve oko nas, te otvoriti mogućnost da jednom, u budućnosti, postižemo stvari koje nam se danas čine nemogućim.
Prvi cilj je ispunjen - Higgsov bozon je otkriven, a zaslužni su već dobili i Nobelovu nagradu. Ekipa znanstvenika u kojoj se nalazi i hrvatski tim predvođen profesorom Ivicom Puljakom na tragu je odgovora na četvrto pitanje, a novi rezultati s LHCb detektora ukazuju na mogućnost da smo blizu postizanja i trećeg cilja, a posljedice bi mogle biti spektakularne.
Što je Standardni model?
Standardni model fizike čestica usavršen je 70-ih godina prošlog stoljeća, i u međuvremenu je izrastao u općeprihvaćenu teoriju u punom znanstvenom smislu te riječi - set zakona i pravila koji su prošli brojne eksperimentalne potvrde i dokazano vrijede u svim do sada provedenim testiranjima.
Standardni model fizike čestica (Ilustracija: DarkoS / CC)
No, fizičari su već dugo svjesni da Standardni model ima nedostataka. Uopće ne spominje gravitaciju, koja potpada pod Einsteinovu Opću teoriju relativnosti, a u njemu se ne nalaze ni čestice koje bi mogle biti kandidati za tamnu materiju, niti kandidati za tamnu energiju.
Kada su upalili LHC i kada su počela sudaranja, brojni znanstvenici su se nadali kako neće pronaći Higgsov bozon, jer bi to definitivno ‘slomilo’ Standardni model, i prisililo teoretske fizičare da porade na novoj, boljoj teoriji osnovnih čestica. Higgsov bozon produljio je život Standardnom modelu, no novi rezultati mogli bi postići ono čemu se mnogi nadaju - otvoriti prozor u ‘novu fiziku’.
Mezon ljepote ruši teoriju
B mezon, ili 'mezon ljepote' (Beauty meson) čiji su raspad znanstvenici promatrali vrlo je neobična čestica - sastoji se od donjeg kvarka i dubinskog antikvarka. Ima neutralan električni naboj, a raspada se u prosjeku u 0,0015 nanosekundi.
Standardni model ima vrlo precizna predviđanja kako bi se točno B mezon morao raspadati - pod kojim kutem i kojom frekvencijom. Ta predviđanja zasnivaju se na matematičkim osnovama Standardnog modela - temeljima na kojima je izgrađena cijela teorija. No, raspad koji su zabilježili na CERN-u znatno je drugačiji od očekivanog.
Ovaj rezultat još nije na razini otkrića - znanstvenici su tek 99,93% sigurni da nije slučajan, dok službeno otkriće zahtjeva razinu sigurnosti od čak 99,99994%, no samo po sebi je izuzetno zanimljivo.
Ako se pokaže istinitim, i ako nije neobična anomalija u mjerenjima, znanstvenici će biti sigurni u dvije stvari: ‘slomili’ su Standardni model, i treba nam nova fizikalna teorija, a rezultati raspada B mezona dat će im prvi trag u novoj velikoj zagonetki temeljnih čestica univerzuma.