תוצאות חקירה חדשה על הבזקי אור מוזרים שנקטפו על ידי מאיץ ההדרונים הגדול (LHC)עוד בדצמברזה עתה הוכרזו בכנס באיטליה, ופיזיקאים מתרגשים בזהירות מכך שהם יכולים להיות הסימנים לחלקיקים חדשים שעלולים לשבור אתשל פיזיקה.
בעוד שעדיין נדרשים ניסויים נוספים כדי לאשר אם עודף פוטונים זה באמת מהווה עדות לחלקיק חדש, העובדה שאיש לא הצליח להפריך את מה שראו פיזיקאים מרמזת שאנחנו יכולים להיות קרובים לגילוי משהו יוצא דופן. "אם הדבר הזה יתברר כאמיתי, זה 10 בסולם ריכטר של פיזיקת החלקיקים", הפיזיקאי ג'ון אליס מקינג'ס קולג' בלונדון, וראש התיאוריה לשעבר ב-CERN,סיפרהגרדיאן. "האקסיטומטר של אחד נשבר לגמרי."
לפני שכולכם מגדירים את האקציטומטרים של עצמכם ל-"Holy crap!", בואו נעבור על מה שקרה כאן, כי למרות שאלו יכולים להיות הסימנים למשהו עצום שעובר, הם יכולים גם להיות כלום - פשוט המקרים המטורפים ביותר מבין צירופי המקרים הסטטיסטיים.
"הייתי שמח שזה יימשך, אבל ראיתי כל כך הרבה אפקטים באים והולכים שאני חייב לומר בליבי שאני לא מאוד אופטימי."אומר אליס."זה יהיה תגלית כל כך פנטסטית אם זה היה נכון, בדיוק בגלל שזה לא צפוי, ובגלל שזה יהיה קצה קרחון של צורות חדשות של חומר."
עוד בדצמבר, הפיזיקאים היו מבולבלים בחדשות ששני הגלאים העיקריים של ה-LHC, אטלס ו-CMS, ראו שניהם את אותם 'סתימות' קטנות בנתונים שלהם שלא ניתן היה להסביר על ידי ההבנה הנוכחית שלנו של חוקי הפיזיקה.
כאשר פרוטונים נופצו יחד בתוך הגלאים המאסיביים הללו, התגובה יצרה מעט יותר פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה (חלקיקי אור) ממה שצפויות התיאוריות הטובות ביותר שלנו לפיזיקה,איאן סמפל מסביר בהגרדיאן.
באופן ספציפי, גם גלאי CMS וגם גלאי ATLAS תיעדו עלייה בפעילות ברמת אנרגיה מסוימת, המקבילה לכ-750 ג'יגה אלקטרונים וולט (GeV) - או בערך 750 מיליארד וולט אלקטרונים.
נמצא חבוי בפסולת של התנגשויות פרוטון-פרוטון אלה, האות הבלתי מוסבר הזה יכול להיות הסימן לחלקיק חדש הדומה ל-, רק שהוא יהיה בערך פי 12 כבד יותר, עם מסה של 1,500 GeV, צוותי פיזיקאים מנתחים את הנתונים שהוכרזו בשנה שעברה.
בזמן הגילוי, כמה פיזיקאים התייחסו לחלקיק החדש ההיפותטי בתור היגסבן דודו הכבד יותר. אחרים חושבים שהבליעות האור יכולות לסמן שהבוזון של היגס עצמו מורכב מחבורה של חלקיקים קטנים יותר.
או אולי אלו היו סימנים לקיומו של גרביטון - חלקיק נושא כוח המשוער עבור כוח המשיכה. "זה יהיה באמת מדהים: עד כה, כוח הכבידה הוכח כבלתי אפשרי להתיישב עם תיאוריות של חלקיקים וכוחות אחרים."אומר מדגם.
אלו היו תוצאות מרגשות, ומאז דצמבר,יותר מ-200 מאמריםפורסמו ודן במה שהם יכולים להתכוון, אבל זה ייקח הרבה יותר מבליפות דומות בשני גלאים כדי שנוכל לקבוע אם זו עדות 'אמיתית' לחלקיק חדש, או פשוט טעות סטטיסטית.
במילים פשוטות, כנראה שהפיזיקאים מאחורי הניסויים אפילו לא היו מזכירים את זה אם זה לא היה מופיע בשני הגלאים.
"כאשר כל ההשפעות הסטטיסטיות נלקחות בחשבון... לגבשושית בנתוני אטלס היה סיכוי של 1 ל-93 להיות מזדמן - הרבה יותר חזק מהסיכוי של 1 ל-3.5 מיליון למקריות בלבד, הידוע כ-5 -סיגמה, נחשבת לתקן הזהב לתגלית,"דניס אוברבי כתב עבורהניו יורק טיימסעוד בדצמבר. "זה אולי לא יספיק כדי לטרוח להציג בהרצאה, למעט העובדה שצוות CERN המתחרה, בשם CMS, מצא בליטה באותו מקום".
כעת, שלושה חודשים לאחר מכן, צוותי CMS ו-ATLAS עברו על הנתונים שלהם עם מסרק עדין, והציגו את תוצאות הניתוחים האחרונים שלהם בכנס פיזיקת חלקיקים באיטליה בשבוע שעבר.
לאחר איסוף נתונים נוספים, וכיול מחדש של תוצאות דצמבר שוב ושוב, שתי הקבוצות אינן יכולות לבטל את החריגות כשגיאה סטטיסטית, וזה חדשות טובות לכל מי שמקווה שזו התחלה של משהו גדול. החדשות הרעות הן שהם עדיין לא יכולים להסביר את זה, והם עדיין צריכים הרבה יותר הוכחות לפני שנוכל לקרוא לזה "תגלית".
מעניין, בעוד שעודף הפוטונים שנקלט בניסוי CMS הפך כעת למעט יותר משמעותי, הודות לתוצאות הניתוח החדש, המשמעות שראה ATLAS למעשה ירדה, מה שמשאיר רבים להרהר במה זה בעצם אומר.
בתור דויד קסטלבצ'י ואליזבת גיבנידווח עבורטֶבַע, הניתוח החדש של המובהקות הסטטיסטית של ה-CMS bump עלה כעת מ-1.2 ל-1.6 סיגמא, בעוד שהמשמעות הסטטיסטית של ATLAS עומדת כעת על 1.9 סיגמא לאחר תיקונים.
מדגם אומרהסיכוי שאפקט סיגמא של 1.9 יהיה תקרית זהה להיפוך חמישה ראשים ברציפות - קשה, אבל לא בלתי אפשרי. לפי כללי המדע, אתה לא יכול לומר שמשהו הוא תגלית עד שתגיע לסימן ה-5 סיגמא הזה - זהה להטלת 21 ראשים ברציפות.
כעת נותרנו לשחק שוב במשחק ההמתנה, אבל לא להרבה זמן. ה-LHC יועיר מתרדמת החורף שלו במהלך השבוע הבא, ויחזור לפעול עד סוף אפריל, מה שאומר יותר התנגשויות פרוטון-פרוטון, והרבה יותר נתונים לצוותי ATLAS ו-CMS להוכיח או להפריך את התוצאות שלהם.
כפי שכותבים קסטלבצ'י וג'בניטֶבַע,"עד יוני, או אוגוסט לכל המאוחר, ל-CMS ו-ATLAS אמורים להיות מספיק נתונים כדי לגרום לתנודה סטטיסטית להיעלם - אם זה מה שהעודף הוא - או לאשר גילוי", ואנחנו לא יכולים לחכות. צפו במרחב הזה.
