Eltűnt az évszázad felfedezésére utaló jel

Az LHC dipól 3D metszete

Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet tudósai pénteken közölték, hogy csupán „statisztikai fluktuáció” volt a múlt évi méréseikben észlelt, Higgs-bozonnál is nagyobb tömegű új részecske, amely a legújabb mérési adatokban „felszívódott”. 

A CERN nagy hadronütköztetője (LHC) ATLAS és CMS kísérleteinek munkatársai 2015 decemberében közölték, hogy egymástól függetlenül jutottak ugyanarra a következtetésre az új részecskével kapcsolatban, és amennyiben előzetes eredményeik beigazolódnak, az kilépést jelenthet a részecskefizika standard modelljének keretei közül, amely az utóbbi évtizedekben meghatározta a világegyetem felépítéséről szóló kutatásokat.

A részecskefizika standard modellje az elektromágneses, a gyenge és az erős kölcsönhatás, valamint az alapvető elemi részecskéket leíró kvantumtérelmélet. A többi részecske tömegéért felelős Higgs-bozon létezésének 2012-es bizonyítása révén a tudósok úgy vélték hogy megvan a modell utolsó hiányzó építőköve, noha az elmélet még így sem ad magyarázatot például a sötét anyag és a sötét energia túlsúlyára a világegyetemben, és figyelmen kívül hagyja a gravitációs kölcsönhatást.
A CERN 2015-ös kutatásai a standard modell határainak tágítását célozták.

A tudósok eddig ismeretlen részecskék, valamint a szuperszimmetria elméletének bizonyítékait keresték új kísérleteikben.

Nem létezik az új részecske

A CMS és ATLAS kísérletek során a két detektorban proton-proton ütközések nyomán nem várt mennyiségű fotonpárok bizonyítékára bukkantak, amelyek 750 gigaelektronvolt (GeV) energiát hordoztak. Ez a szakemberek szerint egy olyan, eddig ismeretlen részecske létezését jelezheti, amelynek tömege hatszorosa a Higgs-bozonénak, és amely két egyenlő tömegű fotonra bomlik. A szakemberek hangsúlyozták, hogy az eredmények magas szintű statisztikai bizonyosságúak, de nem érik el az elvárt 5 szigmát. Az LHC ez évi adatgyűjtésének egyik fő célja e részecske létezésének ellenőrzése volt.

A részecskefizikusok éves chicagói konferenciáján pénteken Tiziano Camporesi, a CERN szóvivője közölte, hogy

a legújabb mérési adatok azt mutatták, hogy nem létezik az új részecske, a korábbi eredményeket csupán statisztikai fluktuáció váltotta ki

– adta hírül az AP amerikai hírügynökség.

A CERN tudósainak eddig a Higgs-bozon azonosítása volt a legjelentősebb sikere Forrás: AFP/CERN

Egyszerre lehangoló és biztató eredmények

Horváth Dezső, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, az MTA Atomki és a CERN munkatársa a Magyar Tudományos Akadémia honlapján írt cikkében hangsúlyozta: nagy izgalommal várták az LHC 2016-os újraindulását, amely a 2015-ösnél sokkal nagyobb adathalmazt ígért, és július végére már a tavalyi adatmennyiség ötszörösével szolgált. Ilyenkor az egymással versengő csoportok adatelemzését a korábbi adatokon és szimulációkon szabad csak finomítani, az új adatokhoz egy bizonyos időpontig nem szabad nyúlni, és csak a már előre elfogadott módszerek eredményeit veszik figyelembe (ezt vak elemzésnek hívják).

Mindkét kísérlet 2016 legnagyobb részecskefizikai konferenciájára, a Chicagóban zajló ICHEP-re időzítette legújabb eredményeit. A CMS-kísérlet már nyilvánosságra is hozta őket, és az eredmények egyrészt lehangolóak, másrészt igencsak biztatóak. Az új adatok csökkentették az X részecske megfigyelésének jelentőségét: a 2015-ös adathalmaz sokszorosának analízisével a 750 GeV-os többlet lecsúszott az észlelhetőségi szint alá.

Ez egyrészt lehangoló, hiszen szinte az évszázad részecskefizikai felfedezése lett volna, ha a standard modellnek ennyire ellentmondó jelenséget találunk. Ugyanakkor megnyugtató, hogy mégis jól ismerjük világunkat, és a standard modell továbbra is időtállónak bizonyult – magyarázta a kutató.
Az ATLAS kísérlet teljesen azonos eredményre jutott: statisztikus ingadozás volt a 750 GeV-os többlet, semmi más. Ilyen jelenséget már többször láttunk, és ez egyáltalán nem jelent mérési hibát. Újabb adalék ahhoz, hogy óvatosan kell kezelnünk a megrázó új felfedezéseket – írta Horváth Dezső.

Forrás: CERN/LHC

Rengeteg mindennek nem találjuk a nyomát

Az ICHEP konferencia ugyanakkor hihetetlen mennyiségű új adatot közöl: a négy nagy LHC-kísérlet több száz új eredményt küldött be előadásra.

Sajnos még mindig nem látjuk jelét a standard modell egyetlen kiterjesztésének sem:

az olyannyira szimpatikus szuperszimmetriának, a világegyetem sötét anyagát hordozó részecskéknek, a kezdetben olyan ijesztően hangzó mikroszkopikus fekete lyukaknak és a gravitációs kölcsönhatást esetleg közvetítő graviton részecskének sem. Ugyanakkor egyre jobban pontosítjuk a világra vonatkozó tudásunkat – írta a kutató.

A teljes cikk elolvasható a Magyar Tudományos Akadémia weboldalán.