Partikel yang lebih kecil menciptakan celah yang lebih besar dalam pemahaman kita tentang realitas dan membuat fisikawan menari

Sekitar pukul 5.30 waktu Belanda, gelombang kegembiraan menyebar ke seluruh komunitas internasional fisikawan partikel. Kemudian Institut Fermilab AS, institut partikel terkenal di Chicago, mengumumkan bahwa mereka telah memaparkan muon – variabel yang lebih berat daripada elektron – ke medan magnet yang kuat. Ketika partikel-partikel itu mulai berputar dan bergoyang-goyang seperti gasing yang berputar di atas meja, mereka melakukannya sedemikian rupa sehingga tidak salah lagi prediksi teoritis terbaik. Penjelasan yang paling mungkin? Dampak kekuatan yang tidak diketahui dari alam atau partikel fundamental baru.

Dengan demikian analogi dapat menyebabkan perkembangan ilmu pengetahuan alam yang nyata. “Saya benar-benar menari di ruang kegembiraan,” kata fisikawan partikel Tristan de Barre dari Institut Partikel Belanda Nikhef, yang tidak terlibat dalam eksperimen itu sendiri. Bersama istrinya – yang juga seorang fisikawan partikel – dia mengikuti siaran langsung iklan tersebut dengan bir dan pizza. Syukurlah, itu hasil yang bagus. Kami telah menunggu ini selama dua puluh tahun.

Mons lagi

Pengumuman itu datang dua minggu setelah berita penting lainnya dari fisikawan partikel tersebut. Kemudian juga dibagikan oleh peneliti dari European Particle Laboratory, Cern Perilaku abnormal pada muon, Meskipun itu adalah masalah perilaku lainnya.

“Bukan kebetulan bahwa ini terjadi dua kali di muon,” kata de Bry. Di balik layar, gaya yang sama atau partikel yang sama dapat menarik string. “Tapi jawaban yang jujur ​​adalah, kami belum tahu.”

Penemuan baru ini penting karena menyiratkan bahwa hukum yang menggambarkan perilaku realitas fisik kita pada tingkat tertinggi mungkin berbeda dari pemikiran.

Secangkir kopi atau kaos

Ini berkaitan dengan perilaku partikel, bahan penyusun segala sesuatu mulai dari sol hingga seluruh galaksi. Selama beberapa dekade, fisikawan menggabungkan semua partikel yang diketahui dan interaksinya dengan apa yang disebut Model Standar Fisika Partikel, yang cocok dengan secangkir kopi atau kaus oblong. Pada saat yang sama, fisikawan tahu bahwa pasti ada lebih dari model standar ini. Misalnya, gravitasi, yang mengikat kita ke Bumi dan membuat Bumi tetap mengorbit mengelilingi Matahari, masih belum dipahami dalam model.

Inilah mengapa orang-orang dengan penuh semangat melihat hasil Fermilab selama bertahun-tahun. Fisikawan benar-benar melihat penyimpangan dari model dalam eksperimen lain pada tahun 2001, tetapi statistik dasar tidak cukup kuat pada saat itu. Harapannya adalah bahwa lebih banyak pengukuran akan membuat penemuan ini semakin kokoh. Ini ternyata terjadi pada Rabu sore.

Satu dari 40 ribu

Probabilitas bahwa penyimpangan yang dilaporkan dari Model Standar tidak lebih dari fatamorgana statistik telah menurun menjadi sekitar 1 dalam 40K setelah hasil terbaru. Artinya, hasilnya juga lebih kuat dari apa yang dilaporkan rekan-rekan Eropa dua pekan lalu. Menurut pengalaman mereka, peluang ini adalah 1 dari 1000.

Kedua hasil tersebut tidak memenuhi standar emas yang digunakan fisikawan partikel untuk dapat berbicara tentang sebuah penemuan. Maka peluang itu harus turun menjadi 1 dalam 3,5 juta. “Ini hanya masalah waktu,” kata de Bry. Dalam analisis saat ini, mereka hanya menganalisis 6 persen dari data pengukuran. Jadi, masih ada cukup banyak yang harus disiapkan untuk mengatasi rintangan terakhir itu.

Perhitungan yang rumit

Ngomong-ngomong, masih ada masalah mendesak yang menggantung di pasar. Memprediksi rotasi dan rotasi muon mengikuti proses matematika yang panjang dan rumit. “Apakah ada yang salah: Ini adalah pertanyaan yang akan banyak ditanyakan di tahun-tahun mendatang,” kata de Brie.

Meskipun demikian, Model Standar – dan pemahaman yang menyertainya tentang realitas fisik yang kita tinggali – tampaknya menunjukkan retakan yang semakin dikonfirmasi. Kami harus menunggu siapapun yang membuat cicilan terakhir.