نجوم وفضا

سرن اعلام کرد: محققان حاضر در دو آزمایش جداگانه موفق به اندازه‌گیری یکی از نادرترین فرایندهای قابل‌ اندازه‌گیری در فیزیک ذرات، یعنی واپاشی مزون‌های B-subscript-s به دو موآن شدند.

 ایسنا، این کشف جدید برخورددهنده بزرگ هادرونی با همکاری دانشمندان دانشگاه رایس، بر جست‌وجوی محققان برای ماده تاریک تاثیرگذار خواهد بود.

 این رخداد که دانشمندان 25 سال در جست‌وجوی آن بوده‌اند، با پیش‌بینی‌های انجام‌شده «مدل استاندارد» فیزیک ذرات مطابقت دارد.

این مطابقت، با یک در 100 هزار شانس خطای آماری، هر نوع امکانی که واپاشی مزون B-sub-s با تعامل بین ذرات مرتبط است را حذف می‌کند. این موضوع توسط نظریه‌های ماده تاریک پیش‌بینی شده است.

«سلونوئید موآن فشرده» (CMS) یکی از اجزای برخورددهنده هادرونی که نقش مهمی را در کشف سال گذشته بوزون هیگز ایفا کرد، یکی از دو آزمایشگاهی است که این داده جدید را گیر انداخت. دیگر آزمایشگاه شامل LHCb بود.

دانشمندان دانشگاه رایس دهه‌ها در حال طراحی اجزایی برای CMS بوده‌اند و هم‌اکنون از شانس کمک به تحلیل این نتایج مسرورند.

به گفته پاول پادلی، فیزیکدان این دانشگاه، خود ذره مدتی پیش کشف شد و این موضوعی جدید نیست؛ نکته جدید این است که «مدل استاندارد» پیش‌بینی کرده بود که این مزون B-sub-s بسیار بسیار به ندرت به دو موآن واپاشی می‌شود و این همان موضوعی است که دانشمندان حاضر در این پروژه مشاهده کرده‌اند.

یافته‌های CMS ،سوزن‌ بسیار نایابی در انبار داده‌هایی به شمار می‌آیند که در زمان برخورد دادن پروتون‌ها با سرعت نزدیک به نور در بزرگ‌ترین برخوردهنده جهان، به دست می‌آیند.

ابزار الکترونیکی ساخته‌شده در دانشگاه رایس به طبقه‌بندی داده‌ها در خصوص زیرذرات تولیدشده با برخورددادن از نویز پس‌زمینه کمک می‌کند.

مطابق اعلامیه سرن، برای هر یک میلیارد مزون‌های B-sub-s تولیدشده، انتظار می‌رود فقط سه یا تعداد بیشتری به دو موآن که خویشاندان الکترون هستند، واپاشی شوند. این انتظار توسط داده جدید تایید می‌شود.

فیزیکدانان به دنبال نتایجی نامنطبق با نکات پیش‌بینی‌شده توسط «مدل استاندارد» و با هدف بسط دادن دانش جهان فیزیکی بودند، اما این هدف در آزمایش‌ها محقق نشد.

به اعتقاد پادلی، بی‌نهایت نادر است که مزون B-sub-s به این شیوه دچار واپاشی شود، اما این امکان وجود داشته که این مزون با استفاده از ذرات جدیدی که توسط نظریه‌های ماده تاریک پیش‌بینی شده (مانند نظریه ابرتقارنی)، واپاشی شود.

چنانچه این مزون از طریق ابرتقارنی یا دیگر ذرات جدید دچار واپاشی می‌شد، پیش‌بینی حاصل در مورد این که هر چند وقت یک بار این واپاشی باید اتفاق می‌افتاد، اشتباه می‌بود.

جامعه فیزیک ذرات نظری بی‌نهایب به مشاهده آن چه نرخ واپاشی دو موآن برای این نوع مزون است، علاقه‌مند بودند.

این موضوع که مشاهدات حاصل از آزمایشات جدید با «مدل استاندارد» مطابقت می‌کند، محدودیت‌هایی را برای ابرتقارنی و دیگر مدل‌هایی که می‌توانند ماده تاریک را در جهان توضیح دهند، ایجاد می‌کند.

به گفته وی، چیزی به عنوان نتیجه اشتباه وجود ندارد زیرا تمامی نتایج به محققان نکات مهمی را می‌گویند.

جزئیات این مقاله علمی در Physical Review Letters منتشر شد.