Connect with us

Pozdrav, koji sadržaj vas zanima?

Fizika

Rezultati pokusa ukazuju na postojanje nove elementarne čestice

Čini se kako rezultati visoko profiliranog eksperimenta izvršenog na Fermilabu, u kojem je sudjelovao i profesor sveučilišta Michigan, potvrđuju čudne, dvadeset godina stare rezultate koji narušavaju sklad standardnog modela elementarnih čestica.

Radi se o hipotezi postojanja nove elementarne čestice: četvrte vrste neutrina. Novi rezultati podrobnije opisuju narušavanje temeljne simetrije svemira prema kojoj se čestice antimaterije ponašaju jednako kao i njihovi dvojnici iz svijeta materije. Neutrino je električki neutralna čestica koja nastaje radioaktivnim raspadom drugih čestica. Poznate vrste neutrina su neutralni dvojnici elektrona i njihovi rođaci veće mase; mioni i tau-čestice. Bez obzira izvorni oblik neutrina, elementarne čestice neprestano prelaze iz jednog tipa u drugi procesom poznatim pod nazivom “oscilacija neutrina”.

Elektronski neutrino može postati mionski neutrino pa opet elektronski neutrino. Znanstvenici su dosad vjerovali kako postoji tri vrste neutrina. Nakon eksperimenta pod originalnim nazivom “Mini Booster Neutrino Experiment”, odnosno “MiniBooNE”, znanstvenici su detektirali više oscilacija nego što bih ih trebalo biti za samo tri vrste neutrina. “Rezultati ukazuju ili na mogućnost postojanja nove čestice ili dosad nepoznatih sila”, objašnjava Byron Roe, profesor emeritus na Odsjeku za fiziku te vodeći autor članka nedavno objavljenom na internetskom izdanju znanstvenog časopisa Physical Review Letters.

“Najjednostavnije rješenje uključuje postojanje nove vrste čestice nalik neutrinu, sterilni neutrino, koji ne karakteriziraju normalna, slaba međudjelovanja.” Tri poznata tipa neutrina s materijom međudjeluju slabom nuklearnom silom, zbog čega ih je izrazito teško detektirati.

“Postojanje sterilnih neutrina moglo bi bolje pojasniti sastav svemira”, navodi William Louis, znanstvenik s Nacionalnog laboratorija Los Alamos, bivši Roeov postdoktorant sa sveučilišta Michigan, koji je i osobno sudjelovao u “MiniBooNE ” eksperimentu. “Fizičari i astronomi tragaju za sterilnim neutrinima jer bi upravo oni mogli objasniti jedan dio, ili čak cijelu prirodu tamne materije svemira”, navodi Louis. “Sterilni neutrini možda bi mogli pomoći i u boljem shvaćanju asimetrije između materije i antimaterije ili zašto se svemir primarno sastoji od materije, a ne antimaterije.”

“MiniBooNE” eksperiment rezultat je suradnje čak 60 znanstvenika sa više različitih institucija. Proveden je na Fermilabu u svrhu provjere rezultata LSND eksperimenta provedenog na Nacionalnom laboratoriju Los Alamos koji je započet 1990. godine. LSND prvi je eksperiment kojim je detektirano više oscilacija neutrina nego li što bilo predviđeno standardnim modelom. Prvi rezultati “MiniBooNE” eksperimenta od prije nekoliko godina, zasnovani na podacima dobivenim iz neutrinske zrake (suprotne antineutrinskoj zraci), nisu bili u skladu s rezultatima LSND eksperimenta. Međutim, tijekom LSND eksperimenta korištena je antineutrinska zraka pa je to bio logičan sljedeći korak i u “MiniBooNE” eksperimentu.

Rezultati o kojima ovdje govorimo zasnovani su na podacima prikupljenim tijekom prve tri godine eksperimenta s antineutrinskom zrakom, a upravo oni pričaju ponešto drugačiju priču u odnosu na ranije rezultate. Rezultati eksperimenta provedenog MiniBooNE-ovom antineutrinskom zrakom potvrđuju rezultate LSND eksperimenta. Činjenica kako su rezultati dobiveni neutrinskom zrakom različitih od onih dobivenih antineutrinskom zrakom posebno je zaintrigirala fizičare. “Činjenica da ovaj efekt uočavamo kod antineutrina, a ne i kod neutrina, cijelu stvar čini još čudnijom. Posljedica ovog rezultata bit će prilagodba standardnog modela značajnija od one koje su zahtijevali rezultati LSND eksperimenta”, ističe Roe. “Čini se kako rezultati narušavaju simetriju parova nabijenih i nenabijenih čestica u svemiru prema kojoj isti zakoni fizike vrijede i za čestice i za pripadne antičestice. Narušavanje ove simetrije primijećeno je kod nekih rijetkih raspada, ali ne i kod neutrina” objašnjava Roe.

Iako su ovi rezultati statistički bitni te uistinu potvrđuju rezultate LSND eksperimenta, znanstvenici ističu kako je potrebno prikupiti podatke kroz dulji period vremena ili kroz dodatne eksperimente, prije nego li se donese konačni sud o ispravnosti standardnog modela. Članak je objavljen pod originalnim naslovom “Event Excess in the MiniBooNE Search for ν̅ μ→ν̅ e Oscillations” i bit će objavljen u sljedećem izdanju znanstvenog časopisa Physical Review Letters. Financijsku potporu ovom istraživanju osigurali su Fermilab, Odjel za energiju i Nacionalna zaklada za znanost.

Izvor: University of Michigan

 

Ostavi komentar

Leave a Reply

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Popularno

Znanost za početnike

Iako se s nama ne bi složila ekipa iz Flat Earth Societyja, Zemlja je okrugla. U redu, ne baš u pravom smislu riječi, ali...

Kemija

One nastaju u oblacima i to na temperaturama nižim od 0°C izravno iz vodene pare u zraku, a ne smrzavanjem vode kako se obično...

Znanost za početnike

Znanstvenici vjeruju da je u najvećem broju slučajeva uzročnik potresa mehanizam tektonike ploča, tj. kretanje litosferskih ploča i njihova međusobna interakcija.

Fizika

Jeste li oduvijek imali goruću želju putovati kroz vrijeme? Dobre vijesti! Putovanje kroz vrijeme je moguće. Zapravo, već to radite. Krećete se kroz vrijeme...

Fizika

Svima nam je dobro poznato da je Albert Einstein, jedan od najznačajnijih fizičara 20. stoljeća, bio uistinu zanimljiva i osebujna ličnost. No, jeste li...

Oglašavanje

Možda će vas zanimati

Bakterije i virusi

Utvrdili su da se koronavirus ne razmnožava u slatkoj i slanoj vodi, ali da može preživjeti u njoj.

Oboljenja i poremećaji

Dovoljno je samo disati?

Astrofizika

Potraga za novim česticama obično zahtijeva vrlo visoke razine energije zbog velikih brzina koje su potrebne u sudarima elementarnih čestica pa se iz tog...

Kemija

Znanstvenici najavljuju razvoj novog aduta u borbi s neugodnim mirisima. Novi će se eliminator neugodnih mirisa moći koristiti i u kućanstvu i u industriji....

Oglašavanje