Τι βρήκε το Fermilab; Νέο σωματίδιο ή μια νέα δύναμη;

Μπροστά στη μεγαλύτερη ανακάλυψη των τελευταίων 50 ετών στη φυσική, ισχυρίζονται, ότι, ίσως έχουν βρεθεί επιστήμονες του Εργαστηρίου Fermilab, έξω από το Σικάγο, όπου βρίσκεται ο επιταχυντής Tevatron. Έχουν βρει  ενδείξεις για ένα άγνωστο- μέχρι σήμερα- υποατομικό σωματίδιο ή ακόμα και-όπως υποστηρίζουν μερικοί επιστήμονες- για μια εντελώς νέα δύναμη στη φύση. Αν οι υποψίες επιβεβαιωθούν,  θα αποδειχτεί η σημαντικότερη ανακάλυψη στη φυσική εδώ και μισό αιώνα, σύμφωνα με τον Christofer Hill, θεωρητικό φυσικό του Fermilab. Μια πιθανή εξήγηση, για την παρατηρούμενη  μυστηριώδη «ανωμαλία» (bump)  στα δεδομένα των παρατηρήσεων (δες διάγραμμα εδώ), είναι ότι αποτελεί ένδειξη για μια νέα και απροσδόκητη εκδοχή του μποζονίου του Χιγκς (Ηiggs boson)- που αναζητείται εναγωνίως και από τον επιταχυντή LHC του CERN- το οποίο  προσδίδει μάζα στα άλλα υποατομικά σωματίδια και καθιστά συνεκτικό το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model).Μια εναλλακτική ερμηνεία είναι ότι εντοπίστηκε μια νέα φυσική δύναμη, πέρα από τις τέσσερεις θεμελιώδεις, την ηλεκτρομαγνητική, τη βαρύτητα, την ισχυρή και την ασθενή πυρηνική δύναμη. Ή, πάλι, μπορεί οι μυστηριώδεις παρατηρήσεις να παραπέμπουν σε κάτι άλλο, που οι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν μέχρι τώρα.Ο φυσικός Gionanni Punzi, εκπρόσωπος του Fermilab, ανακοίνωσε ότι η διεθνής επιστημονική ομάδα του αμερικανικού επιταχυντή «νιώθει μεγάλη έξαψη από τις διαγραφόμενες πιθανότητες, αλλά, ταυτόχρονα, παραμένει επιφυλακτική, επειδή θα μπορούσε να είναι κάτι τόσο σημαντικό, που καταντά τρομακτικό(;)- για το λόγο  αυτό σκεφτόμαστε όλες τις πιθανές εναλλακτικές εξηγήσεις».
Άλλοι φυσικοί, εκτός του Fermilab, που γνωρίζουν  τα μυστηριώδη νέα δεδομένα, καθώς αυτά συζητιούνται στην επιστημονική κοινότητα εδώ και λίγους μήνες, δήλωσαν ότι αντιμετωπίζουν το όλο ζήτημα με ένα μίγμα δέους και σκεπτικισμού. «Αν ισχύει, είναι κάτι πολύ μεγάλο», δήλωσε ο Neal Weiner, θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης , ενώ η θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου Χάρβαρντ , ΗΠΑ, Lisa Randall είπε ότι πρόκειται για «σίγουρα ενδιαφέρον, αν είναι πραγματικό».
Από την άλλη, ο Nima Arkani-Hamed, του Institute for Advanced Study του πανεπιστημίου Princeton, ΗΠΑ, δήλωσε ότι δεν έχει πειστεί από τα στοιχεία, τα οποία χαρακτήρισε στατιστικό τέχνημα του τρόπου παρουσίασής τους. Αν όμως, πρόσθεσε, υπάρχει κάποια πραγματικότητα σε αυτές τις ανωμαλίες, τότε δεν θα αργήσει ο πολύ ισχυρότερος επιταχυντής του CERN να τις επιβεβαιώσει.
Οι επιστήμονες του Fermilab, από την πλευρά τους, εκτιμούν ότι υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα (λιγότερο από 0,25%) η ανωμαλία να είναι στατιστικό σφάλμα. Παρατήρησαν σε εκατοντάδες συγκρούσεις  μεταξύ δύο δεσμών πρωτονίων και αντιπρωτονίων ενέργειας ενός τρισεκατομυρίου ηλεκτρονιοβόλτ (1ΤeV),  να παράγονται σε 250 περισσότερες περιπτώσεις από τις αναμενόμενες  δύο πίδακες (jets) ελαφρών σωματιδίων σαν τα ηλεκτρόνια, καθώς και ένα μποζόνιο W. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η συνολική ενέργεια των παραγόμενων σωματιδίων ήταν πάντα περίπου 144 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (144 GeV), μια ένδειξη ότι προέρχονταν από ένα άγνωστο σωματίδιο με αυτή ακριβώς την μάζα- ενέργεια (συγκριτικά, ένα πρωτόνιο έχει μάζα  περίπου ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ).
Αυτή η μάζα- ενέργεια, όμως, δείχνει ότι μάλλον δεν είναι το γνωστό μποζόνιο του Χιγκς, όπως τουλάχιστον προβλέπεται θεωρητικά από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, γιατί αυτό προβλέπεται να παράγει βαρύτερα υποατομικά σωματίδια, κυρίως κουάρκς. Επιπλέον, ο ρυθμός παραγωγής αυτών των μυστηριωδών σωματιδίων είναι 300 φορές μεγαλύτερος από τον προβλεπόμενο ρυθμό παραγωγής των σωματιδίων του Χιγκς. Έτσι, δεν αποκλείεται οι επιστήμονες του Fermilab να έχουν πέσει πάνω σε κάτι τελείως νέο. Όπως είπε ο εκπρόσωπος του εργαστηρίου Τζιοβάνι Πούντσι, «είναι κάτι τόσο νέο, τόσο εκπληκτικό, δεν μπορούμε να το πιστέψουμε καλά- καλά εμείς οι ίδιοι. Γι΄ αυτό αποφασίσαμε να το κάνουμε γνωστό σε όλο τον κόσμο». Περισσότερα εδώ, εδώ κι  εδώ, εδώ.