إشارة بعد 40 عاماً
أعلن فيزيائيون في تجربة LHCb في سيرن عن أول دليل على تحلل تقول النظرية إنه يحدث نحو مرة واحدة في كل 10 مليارات جسيم جمال. وجاءت النتيجة من الكاشف المطوّر في مصادم الهدرونات الكبير، بعد بحث بدأ قبل أكثر من أربعة عقود.
تُعرف العملية باسم Bd to mu mu: يتحلل جسيم متعادل يحتوي على كوارك جمال إلى ميونين، وهما قريبان أثقل من الإلكترون. وبلغت الدلالة الإحصائية للقياس 3.2 سيغما، وهو ما يكفي لوصفه بالدليل لكنه أقل من خمس سيغما التي يشترطها فيزياء الجسيمات لاكتشاف.
لماذا تهم التحللات النادرة
تُنتج كواركات الجمال بأعداد كبيرة في التصادمات وتعيش نحو 1.5 تريليون من الثانية. وكلما كان التحلل أندر، كان أكثر حساسية لجسيمات أثقل من أن تُنتج مباشرة في المصادم، لأن تلك الجسيمات يمكن أن تغيّر معدل حدوث التحلل.
ويتفق المعدل المقاس مع النموذج القياسي، الوصف الحالي للجسيمات الأساسية. وهذا الاتفاق مفيد بحد ذاته: فهو يضيّق المساحة المتاحة لفيزياء غير معروفة في هذه القناة ويمنح المنظرين مرجعاً أدق للبيانات المستقبلية.
سبر عالم الزبتومتر
يمكن لكاشف LHCb المطوّر، وهو مشروع استمر 15 عاماً وشارك فيه نحو 1900 باحث، جمع البيانات بسرعة تصل إلى خمسة أضعاف السابق. ويقع كاشف بكسلات سيليكوني بريطاني الصنع يُسمى Vertex Locator على بعد خمسة ملليمترات من الحزمة ويحدد بدقة مكان إنتاج الجسيمات ومكان تحللها.
وقارن كريس باركس من جامعة مانشستر، الذي قاد التعاون خلال التطوير، الاحتمالات بفرصة العثور على توافق مثالي في موعد أول بين كل سكان الأرض. ووصف كونور فيتزباتريك، نائب منسق الفيزياء، هذا التحلل بأنه قناة ذهبية لرصد فيزياء جديدة.
وتتوقع المجموعة مجموعة بيانات أكبر بكثير بحلول أوائل ثلاثينيات القرن الحالي، وقد يرفع تطوير إضافي معدلات الجمع عشرة أضعاف. وسيدفع ذلك القياسات نحو الزبتومتر، وهو جزء من مليار من تريليون من المتر، حيث يأمل الفيزيائيون في العثور على جسيمات وقوى لا يصفها النموذج القياسي.