Ana sayfa Bilim Gündemi LHC’de yeni bulunan, beklenmedik parçacık heyecanı!

LHC’de yeni bulunan, beklenmedik parçacık heyecanı!

92
PAYLAŞ

Görsel açıklaması: CMS dedektöründen gelen sonuca göre, proton proton çarpışmasından sonra saptanan izlere göre, kütlesi protonon 750 katına denk gelen yeni bir parçacık bulunmuş olabilir. © CERN.

 

İsviçre’de bulunan, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısındaki biliminsanları 15 Aralık günü, Standart Model tarafından önerilen fizik yasalarına uymayan, temel bir parçacık bulmuş olabileceklerini açıkladılar. Sonuçlar, Nisan-Kasım arasında, öncekine göre neredeyse iki kat yüksek enerjide çalışan LHC’den toplanılan verilerle elde edilmiş. Ancak sonuçlar yeterince kesin değil ve parçacık olduğu düşünülen veriler, istatistiksel bir tesadüf de olabilir. Ancak yine de, bu gelişim bilim camiasında heyecanla karşılandı ve duyurudan sonraki gün arXiv’da, gözlemlenmiş olabilecek olan parçacığın doğasını ve hangi modele ait olduğunu açıklamaya çalışan 10’dan fazla teorik makale yayımlandı.

CERN’ün teori grubunun bir parçacı olan Adam Falkowski’ye göre bu çok uzun zamandır beklenen Standart Model’in ötesi buluşların habercisi: “Tabii ki bunun aslında hiçbir şey olmayabilecek bir sonuca yönelebileceğinin farkındayız, ancak bizim jenerasyonumuz için bu, ilk defa Standart Model’in ötesindeki fizik için elde edilmiş en büyük ve güvenilir sinyal.” Birçok biliminsanı da çok daha fazla güvenilirliğe sahip bir sinyal ile bu tarz olağandışı bir iddanın kabul edilebileceği konusunda zaten hemfikir.

Peki ya görünen sinyal, gerçekten de yeni bir parçacık ise bu nedir? Elde edilen bilgilere göre, bu parçacığın kütlesinin 750 giga-electron volt(GeV) civarında olması gerekiyor ki, bu da protonun kütlesinin yaklaşık olarak 750 katına denk geliyor. Ayrıca, parçacığın bir bozon olduğu, yani spininin bir tam sayı olduğu düşünülüyor. Bazı teorik fizikçiler, bu parçacığın, Higgs’in ağır bir kuzeni olabileceğini söylüyorlar ki, buna benzer bir sinyal, 4 sene önce de LHC’de görülmüştü. Bazı teorik fizikçiler ise bunun karanlık madde ile etkileşen bir parçacık olabileceğini söylüyorlar. Bir başka alternatif ise, gravitasyonun taşınmasını sağlayan graviton olabileceği yönünde.

CMS dedektöründen gelen sonuçları açıklayan, Princeton Üniversitesi’nden Jim Olsen’a göre ise bu sonuçlar, şu ana kadar evren hakkında bildiğimiz şeylerin ötesinde ne olabileceğine dair uzun bir listenin içindeki herhangi bir şey olabilir. “Biz bu sonuçları açıklayana kadar, bunu göreceğimizi söyleyen hiçbir model yoktu’’ diyor. LHC’nin süpersimetri teorisini doğrulamasını birçok biliminsanı uzun zamandır bekliyordu, ancak süpersimetri modelleri Higgs’in partnerleri olabileceğini söylese de, hiçbiri 750 GeV’lik bir kuzeni olacağını öngörmemişti. Ancak Stanford Üniversitesi’nden Peter Graham’ın da belirttiği gibi, bu sinyal gerçekten de yeni bir parçağın sinyali olsa bile, bunun süpersimetrinin ispatı olacağına dair henüz elimizde hiçbir şey yok.

Ancak, bu yeni haberlerin bu belirsizliklere rağmen bu denli yankı bulmasının bir sebebi var. O da, LHC’deki iki farklı dedektör CMS ve ATLAS’ın her ikisinin de aynı bölgede benzer sonuçlara ulaşmış olması. Bu iki dedektör tamemen farklı şekilde kurulmuş, bu sebeple farklı veriler toplayan ve bunları farklı şekillerde analiz eden gruplar. Gözlemin her iki dedektörde de yapılmış olması, biliminsanlarında oluşan heyecanın cevabı. Çünkü bu, olası bir istatistiksel tesadüfün olasılığını azaltıyor. Ancak yine de LHC’de duruma şüpheci yaklaşan biliminsanı sayısı da az değil. CMS grubundan Ken Bloom’un açıklamasına göre eğer birçok bölgeye bakılırsa, en azından birkaç yerde istatistiksel sapmalar görülecektir ve bu da bu sinyalin de istatiksel bir tesadüf olduğu konusunda ikna edicidir. Bu şüpheciliği arttıran bir başka etmen de LHC’nin (geliştirilmeden) daha önceki çalıştırılmalarında bu bölgede, bu parçacığı görmemek için hiçbir sebebin olmaması.

ATLAS grubunun gördüğü sinyalde, normalde beklenenden 10 tane daha fazla parçacık oluştu. CMS grubunda ise bu sayı 3. Bu sayılar, milyonlarca proton çarpışmasından açığa çıkan parçacık sayılarını düşününce komik olabilir. Ama deneyler ve modeller o kadar hassas ki, her bir kütle aralığı için ne kadar parçacık oluşması gerektiğini çok iyi biliyoruz ve bu yüzden bu sayılar ciddiye alınıyor. Ancak yine de ‘‘bu bir buluş’’ denilebilecek miktarda değil.

Bu yeni haberin nasıl sonuçlanacağını öğrenmek için çok beklememiz gerekmeyecek. Gelecek yıl, LHC’den gelecek olan yeni veriler ve onların analizleri ile beraber, istatistiksel güvenilirliği arttırıp, bu sinyalin gerçekten bir parçacık mı yoksa istatistiksel bir tesadüf mü olduğunu daha net bir şekilde öğrenebileceğiz.

 

Hazırlayan: Dilege Gülmez
Bonn Ünv. Helmholtz Nükleer Fizik Enstitüsü

 

Kaynak:

http://www.scientificamerican.com/article/potential-new-particle-shows-up-at-the-lhc-thrilling-and-confounding-physicists1/