ذره شناسایی شده در داده های برخورد دهنده هادرونی بزرگ، ناپدید شده است

فیزیک‌دانان حدود ۸ ماه در صدد تایید وجود یک ذره‌ی بالقوه‌ی جدید بودند که می‌توانست دید ما نسبت به فیزیک را تغییر دهد. اما اکنون به نظر می‌رسد که ذره‌ی یاد شده چیزی جز ناهمسانی داده‌ای (statistical blip) نبوده است.

در دسامبر ۲۰۱۵، تیم‌های تحقیقاتی ATLAS و CMS در CERN اعلام کردند که هر کدام از آنها نوسانی را در سطح انرژی ۷۵۰ گیگاالکترون‌ولت (GeV) در داده‌های خود شناسایی کرده‌اند، این به مفهوم آن است که تعداد جفت‌فوتون‌های تولید شده در داخل برخورد‌دهنده‌ی هادرونی بزرگ (LHC) در قیاس با پیش‌بینی‌های صورت گرفته بر اساس مدل استاندارد فیزیک ذرات، بیشتر بوده است.

یک هفته پس از انتشار این اطلاعیه، نظریه‌پردازان بیش از ۱۰۰ توضیح را برای این پدیده اعلام کردند، تا به امروز بیش از ۵۰۰ توضیح در این رابطه منتشر شده است. تمام این مقاله‌ها بر اساس فرض وجود ذره‌ای به جرم ۷۵۰ گیگا‌الکترون‌ولت یا بیشتر که واپاشی آن منجر به ایجاد فوتون‌های اضافی شده، نگارش شده‌اند. از آنجا که احتمالا این ذره خارج از مدل استاندارد فیزیک ذرات قرار می‌گرفت، بنابراین می‌توانست باعث انجام بازنگری در خصوص چگونگی برهم‌کنش ذرات و نیروها شود.

اما متاسفانه به نظر می‌رسد که ذره‌ی ۷۵۰ گیگاالکترون‌ولتی وجود خارجی ندارد. فیزیک‌دانان در کنفرانس بین‌المللی فیزیک انرژی‌ بالا (ICHEP) در شیکاگو اعلام کردند که در داده‌های جدید به دست آمده، در سطح انرژی ۷۵۰ گیگاالکترون‌ولت، جفت‌فوتون اضافی یافته نشده است. این موضوع نشان می‌دهد که یافته‌های گذشته تنها یک ناهمسانی آماری بوده است.

نادیا استراب، پژوهشگر CMS در این خصوص می‌گوید:

در داده‌های به دست آمده، جفت‌ الکترون‌های مازاد فرمی نوسانی دارند.

گفته می‌شود که تیم تحقیقاتی ATLAS نیز اعلام خواهد کرد که افزایش جفت‌الکترون‌ها در سطح انرژی ۷۵۰ گیگاالکترون‌ولت، وجود ندارد.

نبود ذره‌ی مفروض به این مفهوم است که اکنون عاملی وجود ندارد تا نظریه‌پردازان را در جهت قدم گذاشتن به مرحله‌ای فراتر از مدل استاندارد، یاری کند و بنابراین آنها باید در انتظار افزایش نرخ بعدی از LHC باشند. می‌دانیم که مدل استاندارد کامل نیست، چرا که قادر به توضیح انرژی تاریک یا ماده‌ی تاریک (که بیش از ۹۵ درصد جهان ما را شکل می‌دهد)، نیست، بنابراین باید مدل دیگری وجود داشته باشد.

تیزیانو کامپورسی، سخنگوی CMS می‌گوید:

ما به تازگی روند شناسایی را آغاز کردیم. می‌توانیم تا پایان سال جاری یا دو تا سه سال آینده به آن دست یابیم، اما هنوز هم ممکن است که به مدت بیشتری نیاز داشته باشیم.

شناسایی بوزون هیگز در سال ۲۰۱۲ باعث پیشرفت فیزیک ذرات نشد، چرا که خواص آن دقیقا منطبق بر پیش‌بینی‌ها بود. آدام گیبسون، پژوهشگر ATLAS در این ارتباط می‌گوید:

این ذره دقیقا با پیش‌بینی‌های صورت گرفته بر اساس مدل استاندارد منطبق است. جدا از هیگز، ذره‌ی جدید، هیجان‌انگیزترین موردی بود که در LHC داشته‌ایم، اما فکر می‌کنم تقریبا همه‌ی ما معتقد بودیم که احتمالا این ذره صرفا یک ناهمسانی آماری باشد.

هیجان موجود در ارتباط با ذره‌ی ۷۵۰ گیگاالکترون‌ولتی رو به پایان است، اما فیزیک‌دانان در تلاش هستند تا با بررسی داده‌ها، مورد غیرعادی دیگری را شناسایی کنند.

کامپورسی می‌گوید:

در گام بعدی همانند همیشه به تحقیق و بررسی ادامه خواهیم داد. مدل غیراستاندارد فیزیک، در صورت وجود، شناسایی خواهد شد.

اگرچه نتیجه‌ی به دست آمده، منفی است، اما رویکرد موجود در ICHEP نشانگر آن است که دستیابی به مدل جدیدی برای فیزیک ذرات با گذر زمان امکان‌پذیر خواهد بود.