Lige siden opdagelsen af Higgs Boson i 2012 har Large Hadron Collider været dedikeret til at søge efter eksistensen af fysik, der går ud over standardmodellen. Med henblik herpå blev skønhedseksperimentet Large Hadron Collider (LHCb) oprettet i 1995, specielt med det formål at udforske, hvad der skete efter Big Bang, der gjorde det muligt for materie at overleve og skabe universet, som vi kender det.
Siden den tid har LHCb gjort nogle ret fantastiske ting. Dette inkluderer at opdage fem nye partikler, afsløre bevis for en ny manifestation af stof-antimateriale asymmetri og (senest) opdage usædvanlige resultater, når man overvåger beta-henfald. Disse fund, som CERN annoncerede i en nylig pressemeddelelse, kunne være en indikation af ny fysik, der ikke er en del af standardmodellen.
I denne seneste undersøgelse bemærkede LHCb-samarbejdet, hvordan forfaldet af B0 mesoner resulterede i produktionen af en ophidset kaon og et par elektroner eller muoner. Muoner er til gengæld subatomære partikler, der er 200 gange mere massive end elektroner, men hvis interaktion antages at være den samme som for elektroner (hvad angår standardmodellen).
Dette er hvad der er kendt som ”lepton universalitet”, som ikke kun forudsiger, at elektroner og muoner opfører sig det samme, men bør produceres med samme sandsynlighed - med nogle begrænsninger, der skyldes deres masseforskelle. Ved testning af B forfald0 mesons, holdet fandt, at forfaldsprocessen producerede muoner med mindre frekvens. Disse resultater blev samlet under løb 1 af LHC, der løb fra 2009 til 2013.
Resultaterne af disse henfaldstest blev præsenteret tirsdag den 18. april på et CERN-seminar, hvor medlemmer af LHCb-samarbejdsteamet delte deres seneste fund. Som de antydede i løbet af seminaret, er disse fund betydelige, idet de ser ud til at bekræfte resultater opnået af LHCb-teamet under tidligere henfaldsundersøgelser.
Dette er bestemt spændende nyheder, da det antyder muligheden for, at ny fysik overholdes. Med bekræftelsen af standardmodellen (muliggjort med opdagelsen af Higgs boson i 2012) har undersøgelse af teorier, der går ud over dette (dvs. Supersymmetry), været et hovedmål for LHC. Og med sine opgraderinger afsluttet i 2015 har det været et af hovedmålene for Run 2 (som vil vare indtil 2018).
Naturligvis indikerede LHCb-teamet, at der er behov for yderligere undersøgelser, inden der kan drages konklusioner. For det første er forskellen, de bemærkede mellem oprettelsen af muoner og elektroner, en lav sandsynlighedsværdi (alias p-værdi) på mellem 2.2. til 2,5 sigma. For at sætte det i perspektiv forekom den første detektion af Higgs Boson på et niveau på 5 sigma.
Derudover er disse resultater uforenelige med tidligere målinger, som indikerede, at der faktisk er symmetri mellem elektroner og muoner. Som et resultat skal flere forfaldstest gennemføres og flere data indsamles, inden LHCb-samarbejdsteamet kan sige endeligt, om dette var et tegn på nye partikler, eller blot en statistisk udsving i deres data.
Resultaterne af denne undersøgelse vil snart blive frigivet i en LHCb-forskningsartikel. Og for mere information, se PDF-versionen af seminaret.
