Parçacık fiziğinde 40 yılı aşkın süredir izlenen son derece nadir bir süreç, CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda ilk kez tek bir deney tarafından güçlü biçimde gözlendi.
LHCb iş birliği, B⁰ mezonunun iki müona bozunmasına ilişkin yeni verilerin, bu sürecin varlığına yönelik şimdiye kadarki en güçlü tek-deney kanıtını sağladığını açıkladı.
Her 10 milyar parçacıktan yaklaşık birinde
Standart Model'e göre söz konusu bozunmanın gerçekleşme olasılığı son derece düşük. Bilim insanları yaklaşık her 10 milyar beauty parçacığından yalnızca birinde bu sürecin görülmesini bekliyor.
Beauty kuarkı içeren parçacıklar Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki proton çarpışmalarında büyük miktarda üretiliyor ancak saniyenin trilyonda biri mertebesinde ömürlere sahip.
Fizikçiler bu kısa ömürlü parçacıkların nasıl bozunduğunu son derece hassas biçimde ölçerek bugün bilinen parçacıkların ötesindeki yeni kuvvetlerin veya parçacıkların dolaylı etkilerini arıyor.
Sonuç 3,2 sigma seviyesinde
LHCb'nin yeni Run 3 verileriyle ulaştığı kanıt, önceki dönem verileriyle birleştirildiğinde 3,2 sigma istatistiksel anlamlılığa ulaştı.
Parçacık fiziğinde bu seviye “kanıt” olarak değerlendirilebiliyor ancak bir sonucun resmen “keşif” olarak ilan edilebilmesi için genellikle 5 sigma eşiğinin aşılması gerekiyor. Bu nedenle bilim insanlarının daha fazla veri toplaması gerekecek.
Neden bu kadar önemli?
B⁰ mezonunun iki müona bozunması, Standart Model tarafından oldukça kesin biçimde tahmin edilen süreçlerden biri. Yeni parçacıklar veya bilinmeyen temel kuvvetler varsa bu süreç beklenenden biraz daha sık veya daha seyrek gerçekleşebilir.
Bu nedenle son derece nadir bozunmalar, doğrudan üretilemeyecek kadar ağır olabilecek yeni parçacıkların etkilerini dolaylı biçimde araştırmak için hassas bir laboratuvar görevi görüyor.
Şimdilik Standart Model ayakta
LHCb'nin elde ettiği son ölçüm mevcut Standart Model tahminleriyle uyumlu. Yani sonuç şimdilik bilinmeyen bir parçacığın varlığını göstermiyor.
Buna karşın ölçüm hassaslaştıkça teorinin tahminlerinden küçük sapmaların bulunması mümkün olabilir. LHCb'nin önümüzdeki yıllarda çok daha büyük veri setleri toplaması planlanıyor.
Fizikçiler için asıl soru artık bu nadir bozunmanın gerçekten var olup olmadığı değil, ölçüm hassaslaştıkça doğanın Standart Model'den farklı bir iz bırakıp bırakmayacağı olacak.
