Fysikere som jobber ved LHCb-detektoren ved Large Hadron Collider har funnet hint om et fenomen som ikke kan forklares innenfor rammen av moderne fysikk – Standardmodellen, som beskriver egenskapene til alle kjente partikler.
I mars publiserte en gruppe forskere data som viser at magiske kvarker (b-kvarker) forfaller til myoner 15 % sjeldnere enn til myonrelaterte partikler – elektroner. Dette kan ikke forklares med standardmodellen, som forutsier bare ett avvik mellom myonet og elektronet, som er 200 ganger lettere enn dets "tvilling". Med andre ord må magiske kvarker forfalle til myoner og elektroner med samme frekvens. Men i det øyeblikket var forskjellen mellom de eksperimentelle dataene og standardmodellen tre sigma, eller tre standardavvik, som i partikkelfysikk ikke er nok til å konkludere med å bedømme en oppdagelse.
For at fysikere skal kunne snakke om eksistensen av en ukjent kraft som forstyrrer nedbrytningen av b-kvarker til myoner, er det nødvendig å oppnå et resultat på fem sigma, når sannsynligheten for at forskjellen skyldes tilfeldigheter vil være mindre enn én av en million. Selv om den nye studien ikke klarte å nå dette merket, observerte forskerne det samme fenomenet: de magiske kvarkene forfalt til myoner 30 % sjeldnere enn de forfalt til elektroner. Forskjellen mellom teori og eksperiment var omtrent to standardavvik, eller omtrent to sigma. Sannsynligheten for statistisk feil er med andre ord litt over 2 %.
I følge forskere vil idriftsettelse av den moderniserte LHCb-detektoren bidra til å bekrefte eller avkrefte disse dataene, som vil måtte samle inn ytterligere data og gi ytterligere statistikk.
Selv om standardmodellen har bestått alle eksperimentelle tester til dags dato, vet forskerne at den er ufullstendig. Den inkluderer ikke gravitasjonsinteraksjonen og beskriver ikke partiklene som kan forklare eksistensen av mørk materie, som utøver den observerte innflytelsen på vanlig materie i universet. Nylig har det samlet seg flere og flere data om den nye fysikken utenfor standardmodellen, men så langt har forskere ikke funnet klare bevis på dens eksistens.
Les også:
- Fysikere slo rekorden for den laveste temperaturen oppnådd under laboratorieforhold
- Nobelprisen i fysikk 2021 tildelt 3 forskere for å bringe orden i kaos