Un fenomen foarte rar a fost observat la acceleratorul de particule CERN

Un fenomen rar a fost observat la acceleratorul de particule CERN. Oamenii de știință de la CERN, unde se află Large Hadron Collider, au observat recent un fenomen extrem de rar la nivel subatomic, care ar putea conduce la o nouă înțelegere a modelului standard al fizicii particulelor.

În cadrul experimentului NA62, cercetătorii au detectat și măsurat o formă ultra-rară de dezintegrare a unei particule subatomice numită kaon. Acesta este unul dintre cele mai rare procese din fizica particulelor: conform oamenilor de știință, mai puțin de un kaon din zece miliarde se dezintegrează în acest mod.

Modelul Standard prevede cu mare precizie această dezintegrare a kaonului, cunoscută sub numele de „canal de aur”. Observarea acestui fenomen oferă o oportunitate unică de a testa și valida înțelegerea noastră actuală asupra lumii subatomice.^[sursa]

Un fenomen extrem de rar, observat la acceleratorul de particule CERN

„Dacă măsurăm o abatere față de Modelul Standard, acesta este un indiciu clar al unei noi fizici”, a explicat Cristina Lazzeroni, fiziciană la Universitatea din Birmingham, care a participat la experiment. Kaonii, cunoscuți și sub denumirea de mezoni K, sunt particule formate din două quarcuri. Kaonii încărcați electric, care au fost subiectul experimentului, conțin un quarc „up” și un antiquarc „strange”.

În esență, în această dezintegrare ultra-rară, kaonii încărcați se descompun producând trei alte particule: un pion încărcat, un neutrino și un antineutrino (antimaterie).

Pentru a observa acest fenomen, cercetătorii au utilizat Super Proton Synchrotron de la CERN, un accelerator de particule, pentru a lansa un fascicul de protoni de mare intensitate într-o țintă fixă. Acest proces a generat particule secundare, inclusiv kaoni, care au fost măsurate cu precizie de un detector.^[sursa]

Cu o doză de noroc, cercetătorii au surprins kaonii în acest act eluziv: statistic, kaonii încărcați au suferit această dezintegrare ultra-rară de aproximativ 13 ori la fiecare 100 de miliarde. Acest fenomen este extrem de rar, dar, conform cercetătorilor, se produce cu aproximativ 50% mai frecvent decât a prezis Modelul Standard — o discrepanță ce va trebui explicată.

Ar putea fi greşit modelul standard al fizicii?

Totuși, acest lucru nu înseamnă neapărat că Modelul Standard este eronat. Din cauza incertitudinilor implicate, este posibil ca predicțiile Modelului Standard să fie compatibile cu ceea ce s-a descoperit.

Chiar și așa, aceasta este cea mai precisă detecție a acestui tip de dezintegrare realizată până în prezent. Cercetătorii au mai observat anterior dezintegrarea ultra-rară a kaonilor, dar acesta este primul caz în care măsurarea a atins o semnificație de cinci deviații standard, sau „cinci sigma” — pragul considerat standard în fizica particulelor pentru a desemna o descoperire.

În funcție de fenomenul analizat, aceasta indică o probabilitate de doar 0,00003% sau 0,00006% ca observația să fie rezultatul unei erori statistice.

„Căutarea de indicii ale unei noi fizici în această dezintegrare necesită mai multe date, dar acest rezultat reprezintă un pas important înainte și subliniază interesul puternic pentru această direcție de cercetare”, a declarat Karim Massri, coordonatorul de fizică al experimentului NA62, într-un comunicat referitor la rezultatele obținute.