Új fizikai jelenséget figyeltek meg a nagy hadronütköztetőben
A felfedezés a kompakt müon szolenoid-detektorhoz (CMS) fűződik, amelyet új fizikai jelenségek keresésére építettek. Arra tervezték, hogy az LHC nagy energiájú, proton-proton és nehézion ütköztetéseiben keletkező részecskék és jelenségek széles körét érzékelni tudja és segítsen megválaszolni olyan kérdéseket, mint például, hogy miből áll valójában a Világmindenség és milyen kölcsönhatások működnek benne, vagy hogy milyen mechanizmus ad mindennek tömeget. Ez a fajta kutatás nemcsak az Univerzum működésére vonatkozó ismereteket bővíti, hanem végül új technológiákat is létrehozhat, amelyek megváltoztathatják a világot, amelyben élünk.
"Március végén kezdtük 7 teraelektronvoltos (1 TeV ezermilliárd elektronvolt) energiával ütköztetni a protonnyalábokat. Kezdetben a már ismert részecskéket és mechanizmusokat mértük, s közben igyekeztünk új dolgokat találni" - ismertette az indulást Veres Gábor, aki CMS-kísérlet kvantumszindinamikai alcsoportját vezeti. Magyarázata szerint az ütközési energia függvényében növekszik a keletkező részecskék száma. A 7 TeV energiájú proton-proton ütközésekben akár 100-150 részecske is keletkezhet, az átlag 30 részecske körül van ezen az energián. "Azokról a részecskékről van szó, amelyeket mérni tudunk, valójában ugyanis több keletkezik, ám a műszerünknek nem teljes a lefedettsége, tehát akad olyan részecske is, amely kiszökik." - mondta. A kutatók azokat az ütközéseket kezdték el vizsgálni, amelyekben az átlagosat sokszorosan meghaladja a keletkező részecskék száma.
"Részben az motivált, hogy néhány hónap múlva nehézionokat is ütköztünk majd. A nehézion-ütközések során százszor-kétszázszor több részecske keletkezhet, mint proton-proton ütköztetésben. Eközben megnéztük, hogy előfordulnak-e itt olyan jelenségek, amelyeket a nehézionoknál tapasztaltunk" - jegyezte meg Veres Gábor, aki korábban az Egyesült Államokbeli nehézion-gyorsítón (RHIC/ Relativistic Heavy Ion Collider) végzett kísérleteket. Hozzátette: tényleg találtak ilyen jelenséget, a keletkező részecskék között létrejövő "érdekes" kapcsolatot, korrelációt. Az viszont még nem tisztázott, hogy azonos eredetű-e a nehézion- és a proton-proton ütközések során tapasztalt jelenség.
"Lényegében arról van szó, hogy a részecskék mintha tudnának egymásról. Az ütközési pontból, ahol óriási energia sűrűsödik össze, a különböző irányokba +kirajzó+ részecskék egyáltalán nem véletlenszerűen választanak +úti célt+. Ezt eddig is tudtuk, de most egy olyan szabályosságot találtunk, amelyet eddig senki sem fedezett fel a proton-proton ütközésekben" - magyarázta Veres Gábor.
Mint kifejtette, az egy-egy ütközésben keletkezett részecskék párra találnak. A kutatók minden pár esetében megmérték a két részecske repülési iránya közötti különbséget hosszanti és keresztirányban. Úgy találták, hogy meglepően gyakoriak azok a részecskepárok, melyeknek az egyenes protonnyalábbal bezárt szögük különbözik, viszont keresztirányban mégis ugyanarra mutatnak. "Ezeket az irányokat jól lehet szemléltetni, hiszen olyanok mint a földrajzi szélességi és a hosszúsági adatok, mintha különböző szélességi körön helyezkednének el a Földön, de ugyanazon a hosszúsági körön, ugyanabban az +időzónában+ lennének, csak az egyik a +trópusokon+ tartózkodik, a másik pedig a +sarkvidéken+.
Az ilyen irányokban elhelyezkedő két részecske között mintha kapcsolat lenne. Ezt onnan lehet tudni, hogyha megnézzük az összes részecskét egy adott részecskével párosítva, akkor egy kicsit több keletkezik az azonos hosszúsági körön lévők között, mint a többi hosszúsági körön. Az én +időzónámban+, de tőlem távol, Dél-Afrikában több részecske keletkezik, mint Ausztráliában, mert utóbbi nem az én időzónámban van. Nem tudjuk, hogy miért van ez a furcsa kapcsolat a nagyon távoli részecskék között, de sok ötletünk van, ahogy az elméleti kollégáknak is. A jelenség tisztázása egy kicsit nehezebb, minden ötletet ki kell próbálni, hogy tényleg számszerűen tudjuk-e reprodukálni az adatokat, de a jelenség létezése már most elég szilárdan bizonyított" - összegezte Veres Gábor.
