โดย เจสซี่ ดูนิเอตซ์ เผยแพร่ 17 กรกฎาคม 2017 เว็บสล็อตแตกง่าย โปรตอนสองตัวชนกันภายในการทดลอง LHCb ของ Hadron Collider ขนาดใหญ่ (เครดิตภาพ: CERN)เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักฟิสิกส์ได้แสวงหาสัญญาณของอนุภาคที่ประพฤติตัวไม่ดีซึ่งเป็นหลักฐานของรอยแตกที่บอบบางใน “แบบจําลองมาตรฐาน” ของฟิสิกส์อนุภาคซึ่งเป็นทฤษฎีที่โดดเด่นซึ่งอธิบายถึงส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดของจักรวาลของเรา แม้ว่ารุ่นมาตรฐานจะพิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า
แม่นยําอย่างน่าทึ่ง แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ทราบมานานแล้วว่าจําเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนบางอย่าง
ตอนนี้เป็นล่าสุด กระดาษรีวิว (เปิดในแท็บใหม่) ในเอกสาร Nature ผู้ทดลองเริ่มเห็นคําแนะนําเกี่ยวกับอนุภาคที่เหวี่ยงทฤษฎี—แต่พวกเขาไม่ใช่สิ่งที่นักทฤษฎีการละเมิดกําลังมองหาหลักฐานมาจากอิเล็กตรอนและลูกพี่ลูกน้องที่ใหญ่กว่าของพวกเขา muons และ tau leptons ตามแบบจําลองมาตรฐานอนุภาคทั้งสามนี้ควรมีพฤติกรรมเหมือนแฝดสามที่มีขนาดแตกต่างกัน แต่เหมือนกัน แต่การทดลองสามรายการได้สร้างหลักฐานที่เพิ่มขึ้น—รวมถึงผลลัพธ์ที่ประกาศในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา—ว่าอนุภาคทําปฏิกิริยาแตกต่างกันกับอิทธิพลลึกลับบางอย่าง การค้นพบนี้ยังไม่ได้ข้อสรุป แต่ถ้าพวกเขายึดมั่น “มันจะเป็นการปฏิวัติที่สมบูรณ์” Mark Wise นักทฤษฎีสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียกล่าว
สัญญาณยั่วเย้าการสั่นคลอนในรุ่นมาตรฐานจะเป็นเรื่องใหญ่มาก ทฤษฎีนี้ได้กลายเป็นรากฐานของการวิจัยฟิสิกส์อนุภาคตั้งแต่มันถูกสร้างออกมาในปลายศตวรรษที่ 20 มันแกะสลักจักรวาลเป็นอนุภาคพื้นฐานสิบสองอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นสสารทั้งหมดรวมถึงอนุภาค ‘แรงพาหะ’ ที่ส่งพลังพื้นฐานของธรรมชาติ (ตัวอย่างเช่น อนุภาคออกแรงทางไฟฟ้าหรือแม่เหล็กโดยการแลกเปลี่ยนโฟตอนคราว) อย่างไรก็ตาม แม้
จะประสบความสําเร็จ แต่ Standard Model ก็ทํานายอะไรที่จะอธิบายแรงโน้มถ่วงหรือสสารมืดที่คิดว่าจะมองไม่เห็นในอวกาศ เพื่อแต่งงานกับฟิสิกส์อนุภาคด้วยการสังเกตขนาดใหญ่เหล่านี้นักทฤษฎีได้เสนอ “ฟิสิกส์ใหม่” ทุกรูปแบบ – สสารหรือกองกําลังที่อยู่นอกเหนือคฤหาสน์ของ Standard Model แต่การทดลองส่วนใหญ่ยึดมั่นในทฤษฎีนี้อย่างดื้อรั้นด้วยความเที่ยงตรงที่น่าประทับใจโดยไม่พบหลักฐานของอนุภาคหรือแรงที่ตั้งสมมติฐานไว้
ตั้งแต่ปี 2012 เป็นต้นมา สัญญาณของพฤติกรรมที่ไม่เหมาะสมของอนุภาคได้เริ่มโผล่ออกมาจากมุมที่
ไม่ค่อยมีการสํารวจของ Standard Model: รูปแบบที่เรียกว่า “ความเป็นสากลของเลปตัน” ที่นี่ “lepton” หมายถึงระดับของอนุภาครวมทั้งอิเล็กตรอน, muons และ taus แบบจําลองมาตรฐานคาดการณ์ว่าทั้งสามสปีชีส์นี้ควรอยู่ร่วมกันและอนุภาคอื่น ๆ ในลักษณะเดียวกันทุกประการยกเว้นความแตกต่างที่เกิดจากมวลชนที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาซึ่งเป็นพฤติกรรมทั่วไปที่คิดเป็นวาระที่สองในความเป็นสากลของเลปตัน
ความประหลาดใจของ lepton ครั้งแรกปรากฏขึ้นในผลลัพธ์ที่ประกาศในปี 2012 จากการทดลอง BaBar ที่ห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ SLAC ใน Menlo Park รัฐแคลิฟอร์เนียเครื่องเร่งอนุภาคของ BaBar กระแทกอิเล็กตรอนเข้าด้วยกันและเทียบเท่าปฏิสสารที่เรียกว่าโพซิตรอน การชนกันทําให้เกิดอนุภาคคอมโพสิตจํานวนมากที่หนักแต่ไม่เสถียร: พวกมันทําหน้าที่เหมือนอะตอมยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีอย่างไร้เหตุผลซึ่งกินเวลาเพียงเศษเยวของนาโนวินาทีก่อนที่จะสลายตัวเป็นอนุภาค
ขนาดเล็กและเล็กลง ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายพ่นออกมาในเครื่องตรวจจับของคันเร่งทําให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างห่วงโซ่การสลายตัวของอนุภาคขึ้นใหม่ได้ หากโมเดลมาตรฐานถูกต้องการสลายตัวสองประเภทที่ตรวจสอบโดยทีม BaBar ควรผลิต taus เพียง 25 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์บ่อยเท่าอิเล็กตรอนซึ่งมีน้ําหนักเบาและง่ายต่อการทํา แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ทีมเห็น Taus เป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่ควรจะเป็น โดยบอกเป็นนัยถึงความแตกต่างระหว่าง taus และอิเล็กตรอนที่เกินกว่ามวลของมัน
ผลลัพธ์ของ BaBar เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น การทดลองกสองรายการคือการทดลอง LHCb ที่ Large Hadron Collider ในสวิตเซอร์แลนด์และการทดลอง Belle ที่องค์กรวิจัย High Energy Accelerator ในญี่ปุ่นศึกษาการสลายตัวเดียวกันและเผยแพร่ผลลัพธ์ที่คล้ายกันในปี 2015 เบลล์เช่นเดียวกับ BaBar ชนอิเล็กตรอนและโพซิตรอน แต่ LHCb ชนโปรตอนกับโปรตอนอื่น ๆ ด้วยพลังงานที่สูงกว่ามากและใช้วิธีการต่าง ๆ ในการตรวจจับผลิตภัณฑ์ ความแตกต่างเหล่านั้นทําให้ยากที่จะโบกมือให้ผลลัพธ์เป็นความผิดพลาดในการทดลองซึ่งสนับสนุนโอกาสที่ความผิดปกตินั้นเป็นจริง
