Aralık ayında ATLAS ve CMS deneylerinden toplanan veriler eşliğinde , LHC yüksek enerjili çarpışmalarının ilk aylarında gizli bir pik keşfettiler. İki deneyde de iki fotona bozunan yeni dev bir parçacığa dair ilk ipuçları bulundu ve bu belki de tesadüfi bir dalgalanma olabilir.
Fizikçiler şimdi La Thuile İtalya’daki Moriond konferasındaki gizemli çarpışmada da dahil olmak üzere son analizleri sundular. Dikkatli kontroller, çapraz taramalar hatta yeniden kontroller sonucunda bu pikin varlığı doğrulandı.
“Verilerimizi yeniden kalibre ettik ve analizlerimizde iyileştirme yaptık. Bunlar şimdiye kadar elde edilmiş en rafine sonuçlar , fakat halen 2015’den beri topladığımız veriyle çalışıyoruz. Bu aşamada bir miktar daha veri elde edebilirsek, ilerleyen araştırmada önemli bir fark yaratabileceğiz, “ diyor Cornell Üniversitesi’nden Livia Soffi.
CERN LHC fizikçileri evrendeki gizemleri araştırmak için 27 km uzunluğunda parçacık hızlandırıcı kullanıyorlar ki, bu dünyanın her yerinden bilgisayar ağları ile çalışan devasa bir çarpıştırıcı. Fakat bu kaynaklara rağmen potansiyel bir keşfe neden olabilecek ya da bozabilecek tek bir şey var istatistik.
2015’de LHC’den bilim insanları 20 trilyon proton-proton çarpışması kaydettiler. Bu çarpışmalardan sadece birkaç on bininde eş zamanlı olarak yüksek enerji ve temiz foton çifti elde edilebilir. 1200 civarında foton çifti ,125 eV ‘luk birleştirilmiş enerjiye sahipti. Higgs bozonu bunların 100 civarı foton çiftinde gözlendi. Daha yüksek enerjilere çıkıldıkça, spektrum daha fazla dalgalanmaya başlıyor ve daha az çift elde ediliyor. 750 GeV civarında ise bilim insanları bir düzine foton çifti elde etti ki, bu elle tutulur veri tahmin edilenden çok daha fazla.
O halde bu ilaveten elle tutulur veri ya yeni parçacık bir parçacığın kanıtı ya da normal istatistiki bir dalgalanma özünde bir yazı tura atışı.
“Fizikte bazen yüksek enerjilerde böyle istatistiksel dalgalanmalar görüyoruz. İşte bu aşamada duyarlılık açısından uç bir noktadayız ya da daha fazla veri elde edene kadar kabul edilmeyebilir,” diyor Massachusetts Üniversitesi’nden doktora sonrası Massimiliano Bellomo.
Sadece bir pik bir şey ifade etmiyor fakat birbirinden bağımsız deneylerde de aynı piki görmeyi başladıkça heyecan artacak .
“Bu dalgalanmayı birinci turda CMS verisi üzerine doktora yaparken görmüştüm, fakat bunun bir şey ifade ettiğini düşünmemiştim. Şimdi CMS ve ATLAS aynı veriyi tekrar elde etti. Bu basitçe tesadüf olabilirdi. Fakat halen gözleniyor, orada bir şey olabilir,” diyor Livia Soffi.
- turda yapılan yeni analizlerde CMS % 20 daha fazla veri elde etti ve ikinci turda CMS magneti kapatılmıştı. Sonrasında parçacıkların enerjileri daha rafine kalibrasyonlarla kaydedildi.
Analizdeki bu gelişmelerden sonra CMS halen gözleniyor ve hatta öncekinden biraz daha belirgin.
Ayrıca ATLAS bilim insanları bu gizemli daha derinden araştırıyor. Bu hafta LHC’nin ilk turundan elde edilen verileri yeniden inceliyor. Bu pikin yeniden görülüp görülmeyeceğini araştırıyor. Bilim insanları iki bağımsız çalışma yürüterek, foton çiftlerini sınıflandırıp ayırmak için birbirinden biraz farklı bir metot kullanıyor. Analizlerin birinde bilim insanları 750 GeV’da yeniden küçük bir foton çifti fazlalığı gördü. Diğer bir analizde ise tuhaf bir şey göremediler. Diğer bir araştırmada ise 2015’de 13TeV’ verinin analizinde pikin halen orda olduğu , fakat önemli olmadığı belirtildi.
“Bu çizginin altında, bu nedenle daha fazla veri elde edene kadar tanımlayıcı bir şey söyleyemeyiz. Bu nedenle LHC geçen sene elde ettiği bu büyüklükteki veriyi kaydedip analiz etmeye odaklanmalıyız,” diyor ABD Enerji Bakanlığı Berkeley Laboratuvarı ve ATLAS konuşmacısı araştırmacı Beate Heinemann.
Sınırlı veriye sahip olsak da fizikçiler, halen bu küçük sinyalin spekülasyonu büyüyor. En popüler ve yeni geliştirilen teori ise bu parçacığın Higgs bozonunun ağır kuzeni olabileceği…
“ Higgs parçacığı kütlesini 125 GeV enerji seviyesinde keşfettik. Bu bozonu daha derinden inceledikçe, Higgs bozonunun daha muhtemel yüksek kütlelerde arıyoruz. Tek bozunma kanalında 750 GeV ‘daki bu fazlalık, eğer bu sinyal gerçek olduğunu göstermemiz gerekiyor. Şimdilik tek yapabileceğimiz hipotez kurmak ve speküle etmek,” diyor Johns Hopkins Üniversitesi’nden fizik profesörü Andrei Gritsan.
Eğer bu pik yeni bir bozona ilişkin erken bir kanıtsa, teorisyenler bunun geniş parçacık çeşitlerine dönüşebileceğini sadece iki fotona dönüşmeyeceğini tahmin ediyorlar. Örneğin Higgs bozonunun ağır kuzeninin, 125 GeV ‘da Higgs parçacığı gibi bilindiği , Z bozonunun ve W bozonunun çiftlerine veya foton çiftlerine ayrılmasına benzer olduğu söylenebilir.
Deneyciler geçenlerde Z ve W bozon çiftlerinin yaklaşık aynı enerjiye sahip olduğunu belirtti. Bunun için binlerce bilgisayar simülasyonu çalıştırıldı.
“750 GeV’da henüz varsayılmamış , daha fazla çifte dair kanıtların bulunması heyecan verici olacak. Sonraki soru ise diğer gözlemlerin nasıl ilişkilendirilebilecekleri olacaktır,” diyor fizik profesörü Jim Olsen.
Bütün analizleri gerçekleştirdikten sonra bilim insanları diğer kanallarda bir şeyin gözlenmediğini söylüyorlar. Ayrıca bilim insanları Z bozonlarının enerjilerini bir fotonla eşleyerek haritalandırıyor, bu kanal teorisyenler için yeni fizik fenomenine açılan bir kapı olabilir. Fakat ilk sonuçlar anomali göstermiyor.
Fizikçiler LHC 2. Turunun daha başlarındalar ve 1.Turda elde edilenin onda biri kadar veriye sahipler. Yeni elde edilen veri ilk turda yapılan çarpışmalara göre 1,6 kat daha fazla enerjiye sahip. Yeni enerji rejimi daha önce ulaşılamazdı. Fakat fizikçilerin bu bilgileri toplamak için zaman ihtiyacı var.
“ Önümüzdeki üç yılda 30 kat daha fazla veri elde edilecek bu büyük kütle daha iyi incelenebilecektir. Baharın sonuna kadar daha fazla veri toplayarak, bu pik hakkında daha çok şey söyleyebileceğiz. Diğer araştırmalar yazın sonuna doğru bitecek,” diyor Bellomo.
Kaynak : https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160321140040.htm
