Φυσικοί εντόπισαν ενδείξεις για μια διάσπαση σωματιδίου τόσο σπάνια, που αναμένεται να συμβαίνει μόλις μία φορά σε κάθε 10 δισεκατομμύρια σωματίδια «beauty» (ομορφιάς).
Το αποτέλεσμα, το οποίο προέρχεται από το αναβαθμισμένο πείραμα LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN, αποτελεί την κορύφωση μιας έρευνας που διήρκεσε περισσότερα από 40 χρόνια. Η εξέλιξη αυτή φέρνει τους επιστήμονες πιο κοντά στην εξερεύνηση του «ζεπτόκοσμου» (Zeptoverse), ενός ανεξερεύνητου πεδίου που εκτείνεται σε αποστάσεις ενός δισεκατομμυρίου του τρισεκατομμυρίου του μέτρου, όπου ενδέχεται να κρύβονται νέα σωματίδια και δυνάμεις της φύσης.
Ζεπτόκοσμος: Σημαντική συμβολή από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στο πείραμα LHCb και στη σημαντική αναβάθμισή του, η οποία επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων με έως και πενταπλάσιο ρυθμό σε σύγκριση με το παρελθόν.
Η συμβολή τους περιελάμβανε την ανάπτυξη τεχνολογίας ανιχνευτών, όπως το Vertex Locator, ενός ανιχνευτή pixel πυριτίου βρετανικής κατασκευής που τοποθετείται μόλις πέντε χιλιοστά από τις δέσμες του LHC για την ακριβή καταγραφή της τροχιάς των σωματιδίων.
Η νέα μέτρηση έφτασε σε στατιστική σημαντικότητα 3,2 sigma, παρέχοντας τις πρώτες αποδείξεις για τη συγκεκριμένη διάσπαση, παρόλο που θα απαιτηθούν επιπλέον δεδομένα για να επιτευχθεί το όριο των πέντε sigma που απαιτείται για μια επίσημη ανακάλυψη στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων.
Η δοκιμή του Καθιερωμένου Προτύπου και τα επόμενα βήματα
Το πείραμα μελετά κουάρκ ομορφιάς, τα οποία παράγονται σε τεράστιους αριθμούς στις συγκρούσεις του LHC αλλά επιβιώνουν για περίπου ενάμισι τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου πριν διασπαστούν.
Μέσω ακριβών μετρήσεων των τρόπων διάσπασής τους, οι φυσικοί μπορούν να ανιχνεύσουν την επίδραση νέων σωματιδίων που είναι πολύ μικρά για να παρατηρηθούν απευθείας. Παρόλο που το νέο εύρημα συμφωνεί με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου, οι ολοένα πιο ακριβείς μετρήσεις αυτών των σπάνιων διασπάσεων θα βοηθήσουν στην αναζήτηση τυχόν ρωγμών στη θεωρία, με το αναβαθμισμένο πείραμα να συνεχίζει τη συλλογή δεδομένων στις αρχές της δεκαετίας του 2030.