Pengukuran boson yang tidak terduga mengancam Model Standar fisika

Setelah satu dekade pengukuran yang akurat, para ilmuwan mengumumkan pada hari Kamis bahwa partikel fundamental – W boson Ia memiliki massa yang jauh lebih besar daripada teori, yang mengguncang dasar pemahaman kita tentang cara kerja alam semesta.

Fondasi ini didasarkan pada Bentuk standar Dalam fisika partikel, ini adalah teori terbaik yang dimiliki para ilmuwan untuk menggambarkan blok bangunan dasar alam semesta, dan kekuatan apa yang mengendalikannya.

Boson W mengatur apa yang disebut kekuatan lemah, salah satunya Empat kekuatan dasar Alam, dan dengan demikian merupakan pilar Model Standar.

Tapi pencarian baru Diposting di untuk mengetahui Dia mengatakan bahwa pengukuran yang lebih akurat yang dilakukan untuk W Boson secara langsung bertentangan dengan prediksi model.

Ashutosh Kotwal, fisikawan di Duke University yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan kepada AFP bahwa hasilnya membutuhkan lebih dari 400 ilmuwan selama 10 tahun untuk memeriksa empat juta calon boson dari “kumpulan data sekitar 450 triliun tabrakan.”

Tabrakan ini – yang terjadi dengan menghancurkan partikel bersama-sama dengan kecepatan yang memusingkan untuk dipelajari – dibuat oleh Tevatron Collider di negara bagian Illinois AS.

Akselerator partikel adalah yang paling kuat di dunia hingga 2009, ketika menggantikannya Collider Hadron Besar Dekat Jenewa, yang terkenal dengan pengamatannya Higgs boson Setelah beberapa tahun.

Tevatron berhenti bekerja pada tahun 2011, tetapi para ilmuwan di Collider Detector di Fermilab (CDF) telah menghitung jumlahnya sejak saat itu.

Diagram yang menunjukkan partikel dasar Model Standar. (Peringatan Sains)

‘Retak’ dalam model

Model Standar adalah “mungkin teori ilmiah paling sukses yang pernah ditulis,” kata Harry Cliff, fisikawan partikel di Universitas Cambridge yang bekerja di Large Hadron Collider.

“Itu bisa membuat prediksi yang sangat akurat,” katanya. Tetapi jika prediksi ini terbukti salah, model tidak hanya dapat dimodifikasi.

“Ini seperti rumah kartu, Anda menariknya begitu banyak, semuanya berantakan,” kata Cliff kepada AFP.

Model Standar bukannya tanpa masalah.

Misalnya, tidak memperhitungkan materi gelapyang bersama-sama dengan energi gelap Hal ini diyakini membuat 95 persen dari alam semesta. Ia juga mengatakan bahwa alam semesta tidak harus ada sejak awal, karena ledakan besar Dia seharusnya memusnahkan dirinya sendiri.

Selain itu, “beberapa retakan baru-baru ini terdeteksi” dalam model, kata fisikawan dalam laporannya untuk mengetahui kondisi.

“Dalam kerangka petunjuk bahwa ada bagian yang hilang dari Model Standar, kami telah memberikan bukti lain yang sangat penting dan agak substansial,” kata Cotwal.

“Ini adalah penemuan besar atau masalah dalam analisis data,” kata Jean Starck, fisikawan dan direktur penelitian di Institut CNRS Prancis, mengantisipasi “diskusi panas di tahun-tahun mendatang.”

“Tuduhan luar biasa membutuhkan bukti luar biasa,” katanya kepada AFP.

‘Masalah besar’

Ilmuwan CDF mengatakan mereka menentukan massa boson W dengan akurasi 0,01 persen — dua kali akurasi upaya sebelumnya.

Mereka membandingkannya dengan gorila dengan berat 350 kilogram (800 pon) dan 40 gram (1,5 ons).

Mereka menemukan bahwa boson berbeda dari prediksi Model Standar dengan tujuh standar deviasi, juga disebut sigma.

Cliff mengatakan bahwa jika Anda melempar koin, “peluang mendapatkan hasil Five Sigma dengan keberuntungan adalah satu dari tiga setengah juta.”

“Jika ini nyata, dan bukan bias sistematis atau kesalahpahaman tentang bagaimana perhitungan dilakukan, ini adalah masalah besar karena itu berarti ada komponen fundamental baru di alam semesta kita yang belum pernah kita temukan sebelumnya,” katanya. .

“Tetapi jika Anda akan mengatakan sesuatu yang sebesar kita telah memecahkan Model Standar fisika partikel, dan ada partikel baru untuk ditemukan, untuk meyakinkan orang bahwa Anda mungkin memerlukan lebih dari satu pengukuran dari lebih dari satu percobaan.”

“Sekarang terserah pada komunitas fisika teoretis dan eksperimen lain untuk menindaklanjuti ini dan menjelaskan misteri ini,” kata juru bicara CDF David Tupac.

Dan setelah satu dekade pengukuran, Kotwal belum juga dibuat.

“Kami mengikuti petunjuk dan tidak berusaha tanpa membaliknya, jadi kami akan mencari tahu apa artinya ini.”

© AFP