W fizyce cząstek elementarnych powiało nudą

Chociaż w 2012 roku odkryto za pomocą Wielkiego Zderzacza Hadronów cząstkę Higsa, od tego czasu nie wykryto żadnej nowej. Przypomnijmy, że urządzenie potrafi rozpędzić naładowane cząstki do energii 13 TeV. Aby wyobrazić sobie moc zderzacza pomyślmy o maleńkim elektronie albo protonie, który przyśpiesza między metalowymi płytkami do których przyłożono napięcie 13 000 000 000 000 Voltów, czyli 13 miliardów więcej niż starych telewizyjnych kineskopach. Prędkość takiej cząstki będzie niemalże równa prędkości światła. Wyobraźmy sobie teraz, że dwie cząstki lecące naprzeciw siebie się zderzają. Jeśli cząstki nie są dokładnie elementarne ale składają się z mniejszych elementów, to w wyniku takiego zderzenia powinno powstać mnóstwo „odłamków”, wśród których powinniśmy znaleźć m.in. nowe, nieznane cząstki.
Mimo ogromnych energii jakie można uzyskać w Wielkim Zderzaczu Hadronów od 2012 nie odkryto niczego. Ten fakt jest dość wymowny, ale istnieje grupa fizyków, którzy tęskną za odkryciem nowej cząstki, która mogłaby posunąć fizykę poza obowiązujący obecnie model standardowy.
Należą do nich fizycy Yu-Sheng Liu, David McKeen i Gerald A. Miller z University of Washington w Seattle postulują istnienie nowej cząstki, co mogłoby wyjaśnić tzw. paradoks promienia protonu, który w skrócie polega na tym, że promień protonu w zwykłym atomie wodoru jest różny od promienia mierzonego w atomie wodoru, w którym zstąpiono orbitujący elektron inną cząstką naładowaną a mianowicie mionem (mionowy atom wodoru). Oprócz tego istnienie tej hipotetycznej cząstki wyjaśniłoby także tzw. anomalie momentów magnetycznych mionów, objawiające się tym, że przewidywania modelu standardowego różnią się od pomiarów ich wartości.
Fizycy swą hipotetyczną cząstkę, za pomocą której można by było wyjaśnić niezależne od siebie problemy, określili skalarnym bozonem ektronofobowym. Skalarnym – bo bozon ten miałby mieć zerowy spin (byłby drugim po bozonie Higsa), ale to druga własność – elektronofobiczność- czyni ją ciekawą i dzięki niej można wyjaśnić ww. problemy. Bozon wiąże bardzo słabo proton z neutronem ale kompletnie nie oddziaływuje z elektronami – stąd właśnie nazwa elektronofobiczny.
W przypadku problemu z promieniem protonu okazuje się, że promień ten wydaje się nieco większy gdy proton jest obiegany przez elektron, niż w przypadku gdy obiega go mion. Ale nasza cząstka nie „lubi” elektronów i z nimi nie oddziałuje. Miony to co innego: nasz bozon przyciąga je w kierunku protonu przez co ten wydaje się być nieco mniejszy. To przyciąganie musi być jakimś nowym, nieznanym oddziaływaniem.
Fizycy przewidują, że masa nowej cząstki musi być znajdować się między 100keV do 100 MeV (spora rozbieżność). Dlatego aby wykryć cząstkę należałoby szukać jej w właśnie w tym zakresie w eksperymentach dotyczących mionów i protonów.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz