Elmaradt az áttörés a kvantumfizikában

Fotó: AFP / FABRICE COFFRINI

-

Mérési hibának bizonyult a nagy hadronütköztetőben még tavaly talált szuperrészecske. A fizikusok péntek este elismerték: nincs áttörés a kvantumfizika standard modelljében.


A CERN nagy hadronütköztetője ATLAS- és CMS-kísérletének munkatársai decemberben közölték, hogy egymástól függetlenül jutottak ugyanarra a következtetésre az új részecskével kapcsolatban, és amennyiben előzetes eredményeik beigazolódnak, az kilépést jelenthet a részecskefizika standard modelljének keretei közül, amely az utóbbi évtizedekben meghatározta a világegyetem felépítéséről szóló kutatásokat.

A részecskefizika standard modellje az elektromágneses, a gyenge és az erős kölcsönhatás, valamint az alapvető elemi részecskéket leíró kvantumtérelmélet. A többi részecske tömegéért felelős Higgs-bozon létezésének 2012-es bizonyítása révén a tudósok úgy vélték, hogy megvan a modell utolsó hiányzó építőköve, noha az elmélet még így sem ad magyarázatot például a sötét anyag és a sötét energia túlsúlyára a világegyetemben, és figyelmen kívül hagyja a gravitációs kölcsönhatást.

A CERN 2015-ös kutatásai a standard modell határainak tágítását célozták. A tudósok eddig ismeretlen részecskék, valamint a szuperszimmetria elméletének bizonyítékait keresték új kísérleteikben.

A CMS- és ATLAS-kísérletek során a két detektorban proton-proton ütközések nyomán nem várt mennyiségű fotonpárok bizonyítékára bukkantak, amelyek 750 gigaelektronvolt energiát hordoztak. Ez a szakemberek szerint egy olyan, eddig ismeretlen részecske létezését jelezheti, amelynek tömege hatszorosa a Higgs-bozonénak, és amely két egyenlő tömegű fotonra bomlik. A szakemberek hangsúlyozták, hogy az eredmények magas szintű statisztikai bizonyosságúak, de nem érik el az elvárt 5 szigmát.

Az LHC ez évi adatgyűjtésének egyik fő célja e részecske létezésének ellenőrzése volt.

A részecskefizikusok éves chicagói konferenciáján pénteken Tiziano Camporesi, a CERN szóvivője közölte, hogy a legújabb mérési adatok azt mutatták, hogy nem létezik az új részecske, a korábbi eredményeket csupán statisztikai fluktuáció váltotta ki – adta hírül az AP amerikai hírügynökség.

Horváth Dezső, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, az MTA Atomki és a CERN munkatársa a Magyar Tudományos Akadémia honlapján írt cikkében hangsúlyozta: nagy izgalommal várták az LHC 2016-os újraindulását, amely a 2015-ösnél sokkal nagyobb adathalmazt ígért, és július végére már a tavalyi adatmennyiség ötszörösével szolgált. Ilyenkor az egymással versengő csoportok adatelemzését a korábbi adatokon és szimulációkon szabad csak finomítani, az új adatokhoz egy bizonyos időpontig nem szabad nyúlni, és csak a már előre elfogadott módszerek eredményeit veszik figyelembe (ezt vak elemzésnek hívják).

Mindkét kísérlet 2016 legnagyobb részecskefizikai konferenciájára, a Chicagóban zajló ICHEP-re időzítette legújabb eredményeit. A CMS-kísérlet már nyilvánosságra is hozta őket, és az eredmények egyrészt lehangolóak, másrészt igencsak biztatóak. Az új adatok csökkentették az X részecske megfigyelésének jelentőségét: a 2015-ös adathalmaz sokszorosának analízisével a 750 GeV-es többlet lecsúszott az észlelhetőségi szint alá.

Ez egyrészt lehangoló, hiszen szinte az évszázad részecskefizikai felfedezése lett volna, ha a standard modellnek ennyire ellentmondó jelenséget találunk. Ugyanakkor megnyugtató, hogy mégis jól ismerjük világunkat, és a standard modell továbbra is időtállónak bizonyult – magyarázta a kutató.