Natuurkundigen die aan de LHCb-detector in de Large Hadron Collider werken, hebben aanwijzingen gevonden voor een fenomeen dat niet kan worden verklaard binnen het kader van de moderne natuurkunde: het standaardmodel, dat de eigenschappen van alle bekende deeltjes beschrijft.
In maart publiceerde een groep wetenschappers gegevens waaruit bleek dat magische quarks (b-quarks) 15% minder vaak in muonen vervallen dan in muon-gerelateerde deeltjes - elektronen. Dit kan niet worden verklaard door het standaardmodel, dat slechts één discrepantie voorspelt tussen het muon en het elektron, dat 200 keer lichter is dan zijn "tweeling". Met andere woorden, magische quarks moeten vervallen in muonen en elektronen met dezelfde frequentie. Op dat moment was het verschil tussen de experimentele gegevens en het standaardmodel echter drie sigma, of drie standaarddeviaties, wat in de deeltjesfysica niet voldoende is om een ontdekking definitief te beoordelen.
Om natuurkundigen in staat te stellen te praten over het bestaan van een onbekende kracht die het verval van b-quarks in muonen verstoort, is het noodzakelijk om een resultaat van vijf sigma te bereiken, wanneer de kans kleiner is dat het verschil aan toeval te wijten is. dan één op een miljoen. Hoewel de nieuwe studie dit doel niet bereikte, observeerden de wetenschappers hetzelfde fenomeen: de magische quarks vervielen 30% minder vaak in muonen dan in elektronen. Het verschil tussen theorie en experiment was ongeveer twee standaarddeviaties, of ongeveer twee sigma. Met andere woorden, de kans op statistische fouten is iets meer dan 2%.
Volgens wetenschappers zal de ingebruikname van de gemoderniseerde LHCb-detector helpen om deze gegevens te bevestigen of te weerleggen, die aanvullende gegevens zullen moeten verzamelen en aanvullende statistieken moeten opleveren.
Hoewel het Standaardmodel tot nu toe alle experimentele tests heeft doorstaan, weten wetenschappers dat het onvolledig is. Het omvat niet de zwaartekrachtinteractie en beschrijft niet de deeltjes die het bestaan van donkere materie zouden kunnen verklaren, die de waargenomen invloed uitoefent op gewone materie in het universum. De laatste tijd zijn er steeds meer gegevens over de nieuwe natuurkunde buiten het standaardmodel verzameld, maar tot nu toe hebben wetenschappers geen duidelijk bewijs gevonden voor het bestaan ervan.
Lees ook:
- Natuurkundigen braken het record voor de laagste temperatuur bereikt in laboratoriumomstandigheden
- Nobelprijs Natuurkunde 2021 toegekend aan 3 wetenschappers voor het scheppen van orde in chaos