Αύξηση του εύρους της μάζας στα νέα σωματίδια

Πηγή: Science Daily, 1 Οκτωβρίου 2007

Μια περίπλοκη, νέα ανάλυση έχει αποκαλύψει ότι τα επόμενα σύνορα στη σωματιδιακή φυσική πάνε  πιο μακριά από όσο αναμενόταν. Οι νέες μορφές της ύλης, που δεν προβλέπονται από το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής σωματιδίων, είναι πλέον με διπλάσια μάζα από όσο είχαν υπολογίσει μέχρι τώρα οι θεωρητικοί, σύμφωνα με μια μόλις δημοσιευμένη μελέτη.

Η ανακάλυψη αυτή είναι αξιοσημείωτη επειδή οι πειραματικές βελτιώσεις αυτού του μεγέθους εμφανίζονται σπανίως συχνότερα από μια φορά σε μια δεκαετία.

Για να δουν τα απείρως μικρά τμήματα της ύλης, που αποτελούν τον κόσμο μας, οι φυσικοί κατασκευάζουν ολοένα και ισχυρότερους επιταχυντές, οι οποίοι είναι τα μικροσκόπια που χρησιμοποιούν για να δουν την ύλη. Αλλά ενώ η τάση είναι για ακόμα πιο ισχυρούς επιταχυντές, η ακρίβεια που επιτυγχάνεται από μερικούς λιγότερο ισχυρούς, μπορεί να κάνει τους επιστήμονες να βρίσκουν επιταχυντές για να ψάξουν για σωματίδια άγνωστα μέχρι τότε.

Οι επιστήμονες στο Thomas Jefferson National Accelerator Facility συνδύασαν δεδομένα από πειράματα στα οποία χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρόνια για να εξετάσουν με ακρίβεια τον πυρήνα του ατόμου. Τα πειράματα είχαν ως σκοπό να μελετήσουν την ασθενή πυρηνική δύναμη, τη μία από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης. Μάλιστα τα αποτελέσματα της ασθενούς δύναμης πάνω στις δομικές μονάδες του πρωτονίου (τα κουάρκ πάνω και κάτω), καθορίστηκαν με ακρίβεια από αυτά το δεδομένα και βρέθηκαν να είναι σε συμφωνία με τις προβλέψεις.

Αλλά όταν αυτή η νέα ανάλυση συνδυάστηκε με άλλες μετρήσεις, αύξησε την προβλεφθείσα κλίμακα της μάζας για την ανακάλυψη των νέων σωματιδίων σε, περίπου, ένα τερα-ηλεκτρόνιο-βολτ (1 TeV) - αυξημένη κατά έναν παράγοντα δύο από όσο αναμέναμε μέχρι τώρα, σύμφωνα με τους επιστήμονες των Εργαστηρίων Jefferson που δημοσίευσαν το αποτέλεσμα τους στο Physical Review Letters.

Οι αναζητήσεις για νέα σωματίδια μπορούν να γίνουν στους επιταχυντές - όπου παράγονται νέα σωματίδια στις αλληλεπιδράσεις υψηλής ενέργειας ή χαμηλής ενέργειας - με μετρήσεις εξαιρετικής ακρίβειας των πειραματικών παρατηρήσεων, που είναι όμως ευαίσθητες στην ύπαρξη των νέων σωματιδίων αλλά πέρα από την δυνατότητα των υπαρχουσών θεωριών να τις προβλέψουν.