Jó úton halad az LHCb egy "új fizika" felfedezése felé

A D-mezon részecskék látszólag másként bomlanak antirészecskéikhez viszonyítva, nyilatkozott a Nagy Hadronütköztető (LHC) egyik fizikusa hétfőn. Az eredmények elvileg magyarázatot adhatnak arra a rejtélyre, hogy miért észlelünk a világegyetemben jóval több anyagot, mint antianyagot.

Az LHC-beauty, vagy LHCb detektor Matthew Charles által vezetett csapata hangsúlyozza, az eredmények alátámasztásához további elemzésekre van szükség. Jelenlegi állításuk 3,5 szigmás statisztikai bizonyosságú, ami annyit jelent, hogy az észlelt jelenségnek mindösszesen 0,05 százalék esélye van arra, hogy a véletlen műve legyen. A csapat majdnem megkétszerezte az eddig elemzett adatmennyiséget, így csupán idő kérdése az 5 szigmás szint elérése, amivel hivatalosan is felfedezéssé minősíthetik az eredményeket.


Az LHC-beauty és az LHCb Együttműködés tagjai
Az LHCb-t az úgynevezett szépséges-kvarkokat (beauty/bottom, a kvarkok ötödik típusa) tartalmazó részecskék vizsgálatára tervezték, melyek bomlását nagy energiájú ütköztetéseken keresztül figyelik meg. Az LHCb Együttműködés a D-mezonok bomlását vizsgálta, melyek csábos-kvarkjai (charmed, a kvarkok negyedik típusa) kaonokká és pionokká bomlanak. Az LHCb, ami egyike az LHC hat különálló kísérletének, különösen alkalmas az úgynevezett töltés-paritás (CP) megsértésének vizsgálatára, ami egy adott részecske apró viselkedésbeli eltéréseit vizsgálja miközben felcserélődik antianyag párjával, megváltoztatva töltését és megfordulva egyik tengelye körül a részecskét tükörképébe viszi át, megváltoztatva paritását.

A Standard Modell szerint a D-mezonok más részecskékké történő bomlásának bonyolult folyamatai majdnem azonosak az antianyag bomlások láncolatával, az eltérés kevesebb mint 0,1 százalék. Más kísérletek, főként az amerikai Fermi Nemzeti Gyorsító létesítmény azonban nem talált észlelhető eltérést a D-mezonok kétféle bomlása között. Ezt cáfolja az LHCb csapatának közel 0,8 százalékos eltérése, ami jelentős különbség, és ha igaz, akkor az LHC által felfedezett első "új fizikaként" tekinthetünk rá.

Dr. Matthew Charles

"Eredményünk különösen jelentős, mert pontosságunk javult - valamivel pontosabb mint az összes korábbi eredmény együttesen" - mondta Charles, az Oxford Egyetem kutatója a BBC News-nak. Egy ilyen eltérés felfedezése az anyag és az antianyag viselkedésében elvezethet világegyetemünk anyag túlsúlyának megfejtéséhez. "Ez a fajta hatás, a CP szimmetriasértés egy új forrása, az anyag-antianyag aszimmetriát vezérlő fizika megtestesülése lehet" - magyarázta Charles.

Mindazonáltal még igen sok lépcsőfokot kell bejárniuk, mire a kísérleti eredményből felfedezés lesz, illetve megoldják a hozzá társuló elméletet. "Ez az eredmény valami érdekesre utal, és ha sikerül igazolni, az azt fogja jelenteni, hogy a jelenlegi ismereteink minimum kiigazításra szorulnak. Pontosan ez volt az LHC építésének eredeti célja" - összegzett Charles.