بیگ بنگ: آزمایشات گذشته با استفاده از برخورد دهنده‌ هادرونی بزرگ(LHC) به چیز غیرمنتظره‌ای اشاره دارند. ذره‌ای که “مزون زیبایی” نامیده می‌شود به گونه‌ای تجزیه شده که با پیش‌بینی‌ها هماهنگی ندارد.

به گزارش بیگ بنگ، این یعنی دو حالت وجود دارد: یا پیش‌بینی‌ها غلط هستند یا اعداد اشتباهند. و یک رویکرد جدید این احتمال را کاهش می دهد که مشاهدات صرفأ تصادفی باشند و به همین دلیل دانشمندان هیجان‌زده هستند. گروه کوچکی از فیزیکدانان داده‌های برخورد دهنده را به سالن زیبایی (یا به اختصار سالن b) بردند تا آنها را تجزیه کرده و بررسی کنند.

نتایج بسیار حیرت‌آور بودند. رویکرد دیگر نشان می‌دهد که چیز عجیبی در حال رخداد است. در فیزیک، ناهنجاری‌ها معمولأ چیز خوبی هستند. اعداد غیرمنتظره می‌توانند پنجره‌ای جدید بسوی فیزیک باشند. فیزیکدانان کاملأ محافظه‌کار هستند. در واقع وقتی قوانین بنیادین جهان در معرض خطر هستند باید هم محافظه‌کار باشید. بنابراین، وقتی نتایج آزمایشگاهی(تجربی) کاملأ با این نظریه انطباق ندارند، در ابتدا تصور می‌شود که یک تلنگر تصادفی در هرج و مرج آماری رخ داده است.

اما پس از انجام آزمایشات کافی، می‌توان داده‌های کافی را جمع‌آوری کرد تا احتمالات خطا با احتمال اینکه چیز جالبی رخ دهد، مقایسه می شوند. اگر یک نتیجۀ غیرمنتظره با یک بازده‌ پیش‌بینی شده حداقل تا سه انحراف از معیار تفاوت داشته باشد، 3 سیگما نامیده می‌شود و فیزیکدانان اجازه دارند نتایج را بررسی کنند، در حالیکه ابروهایشان بالا رفته و با خود می گویند: این یعنی مشاهده!

برای جلب توجه، این ناهنجاری باید همچنان ادامه پیدا کند تا زمانیکه داده‌های کافی این اختلاف را به 5 سیگما از معیار برسانند. در طول سال‌ها، برخورد دهنده برای ساخت ذراتی بنام مزون استفاده شده و هدفش مشاهدۀ رویدادها در لحظات اولیه بود. مزون‌ها نوعی هادرون هستند که تا حدی شبیه پروتون می‌باشند. فقط بجای سه کوارک در یک شکل ثابت تحت فعل و انفعالات قوی، آنها فقط از دو جز تشکیل شده‌اند – یک کوارک و یک آنتی‌کوارک.

حتی پایدارترین مزون‌ها پس از صدها ثانیه تفکیک می‌شوند. چارچوبی که برای توصیف ساخت و تجزیه‌ی ذرات – مدل استاندارد – بکار می‌بریم چیزی را نشان می‌دهد که در زمان تجزیۀ مزون‌های مختلف باید ببینیم. مزون زیبایی یک کوارک پایینی متصل به یک آنتی‌کوارک پایینی است. وقتی خواص ذرات به مدل استاندارد وصل می‌شوند، تجزیه‌ مزون b باید جفت الکترون و پوزیترون یا موآن‌های الکترون مانند و مخالف آنها یعنی آنتی موآن را تولید کند.

نتیجه‌ این الکترون یا موآن باید 50-50 باشد. اما این چیزی نیست که می‌بینیم. نتایج بیشتر محصولات الکترون-پوزیترون را نشان می‌دهند تا موآن-آنتی‌موآن. این امر حائز اهمیت است. اما وقتی مجموع نتایج نزدیک به پیش‌بینی مدل استاندارد باشند، اختلاف 3.4 سیگما است. مدل استاندارد یک اثر هنری عالی است. این مدل که ظرف چند دهه بر اساس نظریات میدانی ساخته شده و نظریه‌پرداز باهوش اسکاتلندی جیمز کلرک مکسول برای اولین‌بار آن را مطرح کرده، بعنوان یک نقشه برای قلمروهای ناشناخته‌ی بسیاری از ذرات جدید بکار می‌رود.

اما کامل نیست. چیزهایی را در طبیعت مشاهده کرده‌ایم – از ماده‌ی تاریک گرفته تا جرم‌های نوترینو – که در حال حاضر در چارچوب مدل استاندارد در دسترس نیستند. فیزیکدان “دنی ون” دیک از دانشگاه زوریخ گفت: «در چنین لحظاتی، فرض می‌شود که وقتی مزون تجزیه می‌شود، هیچ فعل و انفعال بیشتری بین محصولات وجود نخواهد داشت. در آخرین محاسباتمان، یک اثر اضافی را درج کردیم: اثرات از راه دور به نام حلقه‌ جذب.»

جزئیات این اثر برای آماتورها لازم نیست و جزئی از مدل استاندارد نمی‌باشد. به طور خلاصه، آنها شامل فعل و انفعالات پیچیده‌ای بین ذرات مجازی هستند – ذراتی که به اندازۀ کافی دوام پیدا نمی‌کنند تا هرجایی بروند، اما در اصل در نوسانات عدم‌قطعیت کوانتومی – و فعل و انفعال بین محصولات تجزیه – ایجاد می‌شوند. نکته‌ جالب این است که با توضیح تجزیه‌ی مزون از طریق این حلقه‌ی جذب حیرت‎‌آور، اهمیت ناهنجاری به 6.1 سیگما می‌رسد. چند هفته طول می‌کشد تا مشاهدات با توجه به این روند جدید بررسی شوند.

“مارسین کراسازس” از دانشگاه زوریخ گفت: «احتمالأ طی دو یا سه سال می‌توانیم وجود یک ناهنجاری را تأیید کنیم و به خودمان حق بدهیم تا در مورد یک کشف بزرگ صحبت کنیم.» اگر اثبات شود، انعطاف‌پذیری کافی را در مدل استاندارد ایجاد خواهد کرد تا مرزهای آن را وسعت بخشد و مسیرهایی را به سوی حیطه‌های جدید فیزیک آشکار سازد. این یک شکاف کوچک است و هنوز هیچ معنایی نمی‌دهد. اما هیچ‌کسی نگفته که حل کردن بزرگترین اسرار جهان کار ساده‌ای است. این تحقیق در European Physical Journal C منتشر شده است.

ترجمه: سحر الله‌وردی / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com