Przełomowe odkrycie - istnieją siły nieznane fizykom?

Dowody zebrane w Narodowe Laboratorium Przyśpieszania Cząstek Elementarnych im. Enrico Fermiego (Fermilab) w pobliżu Chicago wydają się wskazywać na to, że maleńka cząstka subatomowa znana jako mion drga o wiele bardziej niż przewiduje to teoria. Według fizyków najlepszym wyjaśnieniem jest to, że mion jest popychany przez zupełnie nieznane fizyce rodzaje materii i energii.

Jeśli wyniki są prawdziwe, odkrycie to stanowi przełom w fizyce cząstek elementarnych, jakiego nie widziano od 50 lat, kiedy to po raz pierwszy opracowano dominującą teorię wyjaśniającą zachowanie cząstek subatomowych. To maleńkie drganie mionu - zwane momentem magnetycznym - może wstrząsnąć podstawami nauki. - Ten dzień jest niezwykły, długo oczekiwany nie tylko przez nas, ale przez całą międzynarodową społeczność fizyków - powiedział Graziano Venanzoni, współautor  eksperymentu Muon g-2 i fizyk z włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej.Miony, czasami znane jako "grube elektrony", są podobne do swoich bardziej znanych kuzynów, ale są 200 razy cięższe i niestabilne radioaktywnie - rozpadają się w milionowych częściach sekundy na elektrony i maleńkie, widmowe cząstki znane jako neutrina.Miony posiadają również właściwość zwaną spinem, która sprawia, że zachowują się jak małe magnesy, powodując, że chwieją się jak małe żyroskopy, gdy zostaną umieszczone w polu magnetycznym.Jednak wyniki uzyskane w eksperymencie, w którym fizycy wysłali miony krążące wokół nadprzewodzącego pierścienia magnetycznego, wydają się pokazywać, że mion chwieje się o wiele bardziej niż powinien.

Jedynym wyjaśnieniem jest istnienie cząstek, które nie zostały jeszcze uwzględnione w zestawie równań wyjaśniających wszystkie cząstki subatomowe, zwanym Modelem Standardowym, który pozostaje niezmieniony od połowy lat 70. ubiegłego wieku. Te egzotyczne cząstki i związane z nimi energie, zgodnie z tą koncepcją, mogłyby naciskać i szarpać miony wewnątrz pierścienia.Naukowcy z Fermilabu są dość pewni, że to, co zobaczyli (dodatkowe chybotanie) było prawdziwym zjawiskiem, a nie jakimś statystycznym odchyleniem. Określili tę pewność liczbą "4,2 sigma", co jest bardzo blisko progu 5 sigma, przy którym fizycy cząstek elementarnych ogłaszają poważne odkrycie. Wynik 5 sigma sugerowałby, że istnieje szansa 1 na 3,5 miliona, że stało się to przez przypadek.- Ta zmierzona przez nas wielkość odzwierciedla oddziaływanie mionu ze wszystkim innym we Wszechświecie. Ale kiedy teoretycy obliczają tę samą wielkość, używając wszystkich znanych sił i cząstek w Modelu Standardowym, nie otrzymujemy tej samej odpowiedzi. Jest to mocny dowód na to, że mion jest wrażliwy na coś, czego nie uwzględniają obowiązujące teorie - powiedziała Renee Fatemi, fizyk z University of Kentucky i kierownik symulacji w eksperymencie Muon g-2.Dopóki naukowcy nie uzgodnią dokładnie, w jaki sposób 17 istniejących cząstek Modelu Standardowego oddziałuje z mionami, nie będzie możliwe stwierdzenie, czy zupełnie nowe cząstki wpływają na miony. Dopóki jedna z teorii nie okaże się dominująca, fizycy będą się wahać.