[/caption]Se pensavi che qualsiasi scoperta quantistica dovesse aspettare fino a quando il Large Hadron Collider (LHC) non verrà riacceso nel 2009, ti sbaglieresti. Solo perché LHC rappresenta la fase successiva nell'evoluzione degli acceleratori di particelle non significa che le strutture di accelerazione consolidate e di lunga data del mondo abbiano già chiuso il negozio e lasciato la città. Sembrerebbe che l'acceleratore di particelle Tevatron al Fermilab a Batavia, nell'Illinois, abbia scoperto...
...qualcosa.
Gli scienziati del Tevatron sono riluttanti a salutare i nuovi risultati del Collider Detector al Fermilab (CDF) come una 'nuova scoperta' poiché semplicementenon lo socosa suggeriscono i loro risultati. Durante le collisioni tra protoni e anti-protoni, il CDF stava monitorando il decadimento dei quark bottom e degli anti-quark bottom in muoni. Tuttavia, gli scienziati del CDF hanno scoperto qualcosa di strano.Troppii muoni venivano generati dalle collisioni e i muoni eranospuntando in esistenza al di fuori del tubo del fascio...
Il Tevatron è stato inaugurato nel 1983 ed è attualmente il più potente acceleratore di particelle al mondo. È l'unico collisore in grado di accelerare protoni e antiprotoni a energie di 1 TeV, ma sarà superato dall'LHC quando finalmente entrerà in funzione all'inizio del prossimo anno. Una volta che LHC sarà online, la fiamma subatomica sarà passata all'acceleratore europeo e il Tevatron sarà preparato per la disattivazione nel 2010. Ma prima che questa potente struttura chiuda, continuerà a sondare la materia ancora per un po'.
In recenti esperimenti di collisione protonica, gli scienziati che utilizzano il CDF hanno iniziato a vedere qualcosa che non potevano spiegare con la nostra attuale comprensione della fisica moderna.
Le collisioni tra particelle si verificano all'interno del 'beam pipe' largo 1,5 cm che collima i fasci di particelle relativistiche e li focalizza in un punto in cui si verifica la collisione. Dopo la collisione, gli spruzzi di particelle che ne risultano vengono rilevati dagli strati di componenti elettronici circostanti. Tuttavia, il team CDF ha rilevato troppi muoni generati dopo la collisione. Inoltre, i muoni venivano generati inspiegabilmenteal di fuoriil tubo del fascio senza tracce rilevate negli strati più interni dei rivelatori CDF.
Il portavoce della CDF, Jacobo Konigsberg, tiene a sottolineare che sono necessarie ulteriori indagini prima di poter arrivare a una spiegazione. “Non abbiamo escluso una spiegazione banale per questo, e voglio essere molto chiaro,' Egli ha detto.
Tuttavia, i teorici non sono così riservati e sono molto entusiasti di ciò che questo potrebbe significare per il Modello Standard delle particelle subatomiche. Se il rilevamento di questi muoni in eccesso si rivela corretto, la particella 'sconosciuta' ha una durata di 20 picosecondi e ha la capacità di viaggiare di 1 cm, attraverso il lato del tubo del fascio, e quindi decadere in muoni.
Dan Hooper, un altro scienziato del Fermilab, sottolinea che se questa fosse davvero una particella precedentemente sconosciuta, sarebbe un'enorme scoperta. “Un centimetro è un lungo cammino per la maggior parte dei tipi di particelle prima di decadere,' dice . “È troppo presto per dire molto su questo. Detto questo, se si scopre che esiste una nuova particella 'longeva', sarebbe un grosso problema. '
Neal Weiner della New York University è d'accordo con Hooper. “Se questo è giusto, è semplicemente incredibilmente eccitante,' lui dice. “Sarebbe un'indicazione della fisica forse ancora più interessante di quanto avessimo immaginato in anticipo. '
Gli acceleratori di particelle hanno una lunga storia di risultati inaspettati, forse questo potrebbe essere un indicatore di una particella che è stata precedentemente trascurata o, cosa più interessante,non previsto. Naturalmente, gli scienziati sono pronti a postulare che la materia oscura potrebbe essere dietro a tutto questo.
Weiner, con il collega Nima Arkani-Hamed, ha formulato un modello che prevede l'esistenza di particelle di materia oscura nell'Universo. Nella loro teoria, le particelle di materia oscura interagiscono tra loro tramite particelle portatrici di forza di una massa di circa 1 GeV. È stato calcolato che i muoni CDF generati all'esterno del tubo del fascio sono prodotti da una particella madre in decadimento 'sconosciuta' con una massa di circa 1 GeV.
Il confronto è sorprendente, ma Weiner è pronto a sottolineare che è necessario più lavoro prima che i risultati della CDF possano essere collegati alla materia oscura. “Stiamo cercando di capirlo,' Egli ha detto. “Ma sarei entusiasta dei dati CDF a prescindere. '
Forse non dovremo aspettare l'LHC, qualche nuova fisica potrebbe essere scoperta prima ancora che il nuovissimo acceleratore del CERN venga riparato...
Fonte: nuovo scienziato