Προς νέους νόμους της Φυσικής: Συγκλονιστική ανακάλυψη σε πείραμα ξεφεύγει από τη γνωστή επιστήμη

Τα πρώτα αποτελέσματά από το πείραμα Muon g-2, στο Fermi National Accelerator Laboratory του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, δείχνουν πως θεμελιώδη σωματίδια που είναι γνωστά ως μιόνια συμπεριφέρονται με έναν τρόπο που δεν προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής. Αυτή η ανακάλυψη, που χαρακτηρίζεται από υψηλό επίπεδο ακριβείας, επιβεβαιώνει κάποιες υποψίες που επιστήμονες είχαν για δεκαετίες, και δείχνει ότι τα μιόνια αποκλίνουν από το Καθιερωμένο Πρότυπο, ανοίγοντας έτσι ενδεχομένως τον δρόμο για μια νέα Φυσική- με τα μιόνια να λειτουργούν ως «παράθυρο» στον υποατομικό κόσμο, αλληλεπιδρώντας με άγνωστες ως τώρα δυνάμεις ή σωματίδια.

«Είναι μια μεγάλη ημέρα, που δεν περιμέναμε μόνο εμείς, μα όλη η κοινότητα της διεθνούς Φυσικής» είπε το Γκρατσιάνο Βεναντσόνι, ένας εκ των εκπροσώπων του πειράματος και φυσικός στο Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής.

Το μιόνιο είναι περίπου 200 φορές βαρύτερο από τον «εξάδελφό» του, το ηλεκτρόνιο. Τα μιόνια εμφανίζονται φυσικά, όταν κοσμικές ακτίνες πέφτουν στην ατμόσφαιρα της Γης και επιταχυντές σωματιδίων στο Fermilab μπορούν να τα παράγουν σε μεγάλους αριθμούς. Όπως τα ηλεκτρόνια, τα μιόνια λειτουργούν σαν να έχουν έναν μικρό εσωτερικό μαγνήτη. Σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, η κατεύθυνση του μαγνήτη του μιονίου ταλαντεύεται. Η δύναμη του εσωτερικού μαγνήτη καθορίζει τον ρυθμό με τον οποίο το μιόνιο ταλαντεύεται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο και αυτό περιγράφεται από έναν αριθμό που οι φυσικοί αποκαλούν g-factor και μπορεί να υπολογιστεί με πολύ μεγάλη ακρίβεια.

Καθώς τα μιόνια κυκλοφορούν στον μαγνήτη του Muon g-2, αλληλεπιδρούν επίσης και με έναν κβαντικό «αφρό» υποατομικών σωματιδίων. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές επηρεάζουν την τιμή του g-factor, κάνοντας την ταλάντωση να επιταχύνεται ή να επιβραδύνεται. Το Καθιερωμένο Πρότυπο το προβλέπει αυτό με πολύ μεγάλη ακρίβεια- ωστόσο αν ο κβαντικός «αφρός» περιλαμβάνει επιπλέον δυνάμεις που δεν λαμβάνονται υπόψιν από το Καθιερωμένο Πρότυπο, αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει περαιτέρω τον g-factor- και ήταν ακριβώς αυτό που συνέβη.

«Αυτή η ποσότητα που μετρούμε αντανακλά τις αλληλεπιδράσεις του μιονίου με οτιδήποτε άλλο στο σύμπαν. Μα όταν οι θεωρητικοί υπολογίζουν την ίδια ποσότητα, χρησιμοποιώντας όλες τις γνωστές δυνάμεις και σωματίδια στο Καθιερωμένο Πρότυπο, δεν λαμβάνουμε ην ίδια απάντηση» λέει η Ρενέ Φατέμι, φυσικός του Πανεπιστημίου του Κεντάκι και υπεύθυνη προσομοιώσεων στο πείραμα. «Αυτό είναι ισχυρό στοιχείο πως το μιόνιο είναι ευαίσθητο σε κάτι που δεν υπάρχει στην καλύτερή μας θεωρία (για τον τρόπο που λειτουργεί το σύμπαν- το Καθιερωμένο Πρότυπο)».

Η ανάλυση συνεχίζεται, για να αποκλειστεί το ενδεχόμενο κάποιου στατιστικού λάθους και να επιβεβαιωθεί με μεγαλύτερη βεβαιότητα πως νέοι νόμοι της Φυσικής κρύβονται στον κβαντικό «αφρό».

Η εξαγωγή τελικών συμπερασμάτων πάνω στο πείραμα αυτό θεωρείται ότι θα αποτελέσει σημαντική εξέλιξη στον χώρο της Φυσικής, καθοδηγώντας τις έρευνες πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο μέσα στα επόμενα χρόνια.

Η ανακάλυψη αυτή έρχεται μετά από άλλες σημαντικές εξελίξεις στον τομέα της μελέτης στοιχειωδών σωματιδίων, καθώς πρόσφατα επιστήμονες στο CERN ανακάλυψαν ένα πιθανό «ελάττωμα» στο Καθιερωμένο Πρότυπο.

Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, τη στιγμή που συμβαίνουν, στο Newsbomb.gr.

Διαβάστε επίσης:

Άνοιγμα σχολείων: Δεν ανοίγουν Γυμνάσια και Δημοτικά πριν το Πάσχα - Τι δήλωσε η Κεραμέως