Se pensavi che qualsiasi scoperta quantistica avrebbe dovuto attendere fino a quando il Large Hadron Collider (LHC) fosse riacceso nel 2009, ti sbaglieresti. Sembrerebbe che l'acceleratore di particelle Tevatron a Fermilab a Batavia, Illinois, abbia scoperto ...
…qualcosa.
Gli scienziati del Tevatron sono riluttanti a salutare i nuovi risultati del Collider Detector di Fermilab (CDF) come una "nuova scoperta" in quanto semplicemente non lo so cosa suggeriscono i loro risultati. Durante le collisioni tra protoni e anti-protoni, il CDF stava monitorando il decadimento dei quark inferiori e degli anti-quark inferiori in muoni. Tuttavia, gli scienziati della CDF hanno scoperto qualcosa di strano. Troppi i muoni venivano generati dalle collisioni e i muoni lo erano spuntando fuori dal tubo del fascio…
Il Tevatron è stato aperto nel 1983 ed è attualmente il più potente acceleratore di particelle al mondo. È l'unico collider in grado di accelerare i protoni e gli anti-protoni a 1 TeV di energia, ma sarà superato dall'LHC quando entrerà finalmente in funzione all'inizio del prossimo anno. Una volta che l'LHC sarà online, la fiamma subatomica verrà trasmessa all'acceleratore europeo e il Tevatron sarà pronto per la disattivazione un po 'di tempo nel 2010. Ma prima che questa potente struttura si chiuda, continuerà a sondare la materia ancora per un po'.
In recenti esperimenti di collisione di protoni, gli scienziati che utilizzano il CDF hanno iniziato a vedere qualcosa che non potevano spiegare con la nostra attuale comprensione della fisica moderna.
Le collisioni di particelle si verificano all'interno del "tubo del fascio" largo 1,5 cm che collima i fasci di particelle relativistici e li focalizza su un punto in cui si verificano le collisioni. Dopo la collisione, lo spray risultante di particelle viene rilevato dagli strati circostanti dell'elettronica. Tuttavia, il team CDF ha rilevato troppi muoni generati dopo la collisione. Inoltre, i muoni venivano generati inspiegabilmente al di fuori il tubo del fascio senza tracce rilevate negli strati più interni dei rivelatori CDF.
Il portavoce del CDF, Jacobo Konigsberg, desidera sottolineare che è necessario svolgere ulteriori indagini prima di ottenere una spiegazione. “Non abbiamo escluso una spiegazione banale per questo, e voglio renderlo molto chiaro," Egli ha detto.
Tuttavia, i teorici non sono così riservati e sono molto entusiasti di ciò che questo potrebbe significare per il Modello Standard di particelle subatomiche. Se il rilevamento di questi muoni in eccesso si rivela corretto, la particella “sconosciuta” ha una durata di 20 picosecondi e ha la capacità di viaggiare di 1 cm attraverso il lato del tubo del raggio, quindi decadere in muoni.
Dan Hooper, un altro scienziato Fermilab, sottolinea che se questa fosse davvero una particella precedentemente sconosciuta, sarebbe una grande scoperta. “Un centimetro è una lunga strada da percorrere per la maggior parte dei tipi di particelle prima della decomposizione", Afferma. “È troppo presto per dire molto al riguardo. Detto questo, se si scopre che esiste una nuova particella "longeva", sarebbe un grosso problema.”
Neal Weiner della New York University è d'accordo con Hooper. “Se questo è giusto, è semplicemente incredibilmente eccitante," lui dice. “Sarebbe un'indicazione della fisica forse anche più interessante di quanto avessimo indovinato in precedenza.”
Gli acceleratori di particelle hanno una lunga storia di risultati inaspettati, forse questo potrebbe essere un indicatore di una particella che è stata precedentemente trascurata, o più interessante, non previsto. Naturalmente, gli scienziati sono pronti a postulare che la materia oscura potrebbe essere alla base di tutto ciò.
Weiner, con la collega Nima Arkani-Hamed, ha formulato un modello che prevede l'esistenza di particelle di materia oscura nell'Universo. Nella loro teoria, le particelle di materia oscura interagiscono tra loro tramite particelle che trasportano forza di una massa di circa 1 GeV. I muoni CDF generati all'esterno del tubo del fascio sono stati calcolati per essere prodotti da una particella madre in decomposizione "sconosciuta" con una massa di circa 1 GeV.
Il confronto è sorprendente, ma Weiner sottolinea rapidamente che è necessario più lavoro prima che i risultati del CDF possano essere collegati alla materia oscura. “Stiamo cercando di capirlo," Egli ha detto. “Ma sarei entusiasta dei dati CDF a prescindere.”
Forse non dobbiamo aspettare l'LHC, alcune nuove fisiche potrebbero essere scoperte prima ancora che il nuovissimo acceleratore CERN venga riparato ...
Fonte: New Scientist
