Pengamatan pertama terhadap peluruhan partikel sebesar satu bagian per miliar mengisyaratkan fisika tersembunyi

Satu dari satu miliar peluruhan partikel mengisyaratkan fisika tersembunyi

Clara Moskowitz

Dalam jangka waktu yang lama, sebuah partikel berumur pendek yang disebut kaon muncul dan kemudian dengan cepat meluruh menjadi tiga entitas samar-samar lainnya atau tidak, bagi kebanyakan dari kita tidak ada bedanya dan kita akan melanjutkannya hidup tanpa situasi ini. Namun bagi fisikawan yang telah mencari proses misterius ini selama beberapa dekade, hal ini penting. banyak; Mencari tahu seberapa sering hal ini terjadi dapat mengungkap aspek tersembunyi dari alam semesta kita.

Kini, untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mengamati pembusukan yang jarang terjadi ini, dan mereka menemukan bahwa hal ini mungkin terjadi sedikit lebih sering daripada perkiraan 10 miliar. Jika hal ini ternyata benar, maka pasti ada faktor yang tidak terlihat.

Penemuan ini dilakukan dalam percobaan NA62 di CERN, laboratorium fisika partikel Eropa dekat Jenewa. “Ini penting,” kata fisikawan teoretis Andrzej Buras dari Universitas Teknik Munich di Bras 30 tahun lalu. siswa Gerhard Buchalla, yang membuat prediksi teoretis tingkat lanjut pertama tentang seberapa sering peluruhan terjadi berdasarkan Mannequin Standar fisika partikel, dan dia “sentimental bahwa peluruhan terjadi lebih sering dari yang diharapkan” optimis, “tetapi dia memperingatkan bahwa hasil percobaan tidak bisa diandalkan. Tidaklah cukup kuat untuk mengatakan dengan pasti: “Orang-orang sangat antusias,” kata Blass. “Saya perkirakan dalam beberapa minggu Anda akan menemukan banyak surat kabar baru. [attempting to explain the result]dan setiap orang akan mengklaim sesuatu yang berbeda.

---

Tentang mendukung jurnalisme sains

Jika Anda menyukai artikel ini, mohon pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan.

---

Proses yang tidak terduga ini dimulai dengan cardon. Secara harfiah, mereka mengandung “quark aneh”. Versi quark yang lebih aneh dan lebih berat yang ditemukan di dalam atom.

Untuk menangkap meson kartu, percobaan menyemprotkan seberkas proton ke goal atom berilium yang tidak bergerak. Tabrakan tersebut menghasilkan sejumlah besar meson kartu, yang kemudian terbang sepanjang terowongan vakum sepanjang sekitar 150 meter. Dirancang untuk mengukur identitas, kecepatan dan energi setiap partikel yang melewati terowongan. Partikel “anti-down” (partikel yang terbuat dari quark) serta neutrino dan antineutrino “Tujuan dari eksperimen ini adalah untuk mengamati segala sesuatu dengan efisiensi 100% – Anda tidak akan melewatkan apa pun,” kata Universitas Florence di Italia dan para ilmuwan. Fisika Nuklir Nasional negara itu kata Giuseppe Ruggiero, juru bicara lembaga NA62.

Peluruhan seperti ini sangat jarang terjadi karena memerlukan “partikel digital”. . watt Dan Z Boson (partikel yang diketahui membawa gaya nuklir lemah) menyebabkan kaon menghasilkan satu meson dan dua neutrino, dan proses yang dilakukan oleh NA62—teori terbaik yang dimiliki para ilmuwan—memprediksi bahwa hal ini akan terjadi tepat pada tingkat delapan detik.

Jika hal ini kurang lebih terjadi, maka pasti ada hal lain yang terjadi – di luar apa yang dijelaskan dalam Mannequin Standar. “

Jika pengukuran peluruhan kaon tidak sesuai dengan Mannequin Standar, para ilmuwan dapat menyimpulkan bahwa pasti ada jenis partikel digital lain yang tidak diketahui yang mengacaukan peluruhan ini. Peluruhan – meskipun ini hanya perkiraan. deviasi.

Jika pengukuran di masa depan mengkonfirmasi peluruhan yang bertentangan dengan prediksi, beberapa partikel digital mungkin akan muncul.

Salah satu kemungkinannya adalah partikel hipotetis yang disebut Z′ (diucapkan “Z prime”) Ini akan menjadi versi yang jauh lebih berat dari boson yang diketahui. Z Boson tidak membawa gaya lemah seperti gaya konvensional. Z Sungguh, Z′ “Ini membawa kekuatan yang mungkin memberikan beberapa petunjuk terhadap pertanyaan yang belum terjawab. [in physics] Namun hal itu tidak berdampak langsung pada kehidupan kita. Juga.

Meskipun tidak satu pun dari partikel-partikel baru yang potensial ini dapat secara langsung menjelaskan materi gelap atau misteri lain di alam semesta, penemuan mereka dapat membuka jalan untuk menjawab beberapa pertanyaan terbesar kita. “Ini seperti membuka jendela menuju dunia baru,” kata Ronnie .

Jika partikel-partikel baru ini benar-benar ada, mereka dapat mengganggu eksperimen peluruhan partikel langka lainnya yang sedang berlangsung di seluruh dunia, seperti eksperimen Massive Hadron Collider (LHCb) di CERN dan akselerator proton Bell 2 dan Jepang. Eksperimen J-PARC juga harus melihat penyimpangan pengukurannya dari Mannequin Standar.

Hasil baru ini “sangat menarik,” kata André De Gouvea, fisikawan teoretis di Universitas Northwestern. “Peluruhan ini dianggap sangat bersih, yang berarti kita dapat menghitungnya dengan sangat tepat, dan sangat sensitif terhadap hipotesis fenomena baru.

Eksperimen NA62 juga akan berjalan selama beberapa tahun, dan ketika selesai, para peneliti akan memiliki information empat kali lebih banyak daripada yang mereka analisis untuk pengukuran ini, yang akan memungkinkan mereka meningkatkan ketepatan pendeteksiannya secara signifikan, sesuatu yang akan dilakukan oleh banyak fisikawan. keinginan. Lakukan.