وجد فيزيائيو تجربة LHCb في سيرن أول دليل على تحلل جسيمي يحدث تقريباً مرة كل 10 مليارات حالة، ليطووا بذلك بحثاً بدأ عام 1984.
إبرة في 10 مليارات كومة قش
يُكتب التحلل B0 إلى ميونين: يتحول ميزون B0، وهو جسيم قصير العمر يحتوي على كوارك جمال، إلى زوج من الميونات، وهي الأقارب الأثقل للإلكترون. ويتوقع النموذج القياسي أن يحدث ذلك نحو مرة كل 10 مليارات تحلل B0.
وقد وضعت تجربة CLEO أول حد أعلى للمعدل عام 1984. وتابعت أجيال من الكواشف البحث منذ ذلك الحين. وتُنتج كواركات الجمال بأعداد هائلة في تصادمات مصادم الهادرونات الكبير لكنها لا تعيش سوى نحو 1.5 تريليون من الثانية، لذا يجب انتزاع الإشارة من خلفية هائلة.
ثلاث سيغما لا خمس
تبلغ الدلالة الإحصائية للنتيجة 3.2 سيغما. ويُعد ذلك دليلاً لكنه يقل عن الخمس سيغما التي يشترطها فيزياء الجسيمات قبل إعلان اكتشاف.
وفي البيانات الجديدة وحدها، قاس الفريق نسبة التفرع بنحو 1.26 لكل 10 مليارات تحلل، مع عدم يقين إحصائي يقارب 0.5. وأفاد التعاون أيضاً بقياسات محسّنة للتحلل المرتبط B0s إلى ميونين. والورقة قيد النشر في مجلة فيزيكال ريفيو إكس.
لماذا يهم ذلك
التحللات النادرة حساسة لجسيمات لم يرها أحد. فالفيزياء الجديدة التي تتفاعل مع كواركات الجمال من شأنها أن تزيح المعدل بعيداً عن توقع النموذج القياسي. وحتى الآن يتفق القياس مع التوقع، وهو أمر مفيد في حد ذاته: فهو يقيّد النماذج التي كانت تتوقع أثراً أكبر.
ووصف أحد أعضاء التعاون الدقة بأنها طرق على باب عالم الزيبتو. وينبغي أن تدفع بيانات إضافية من ترقية المصادم عالي الإضاءة القياس إلى ما يتجاوز خمس سيغما وتضيّق هوامش الخطأ.
وتُظهر النتيجة أيضاً مدى تقدم المجال منذ بدء البحث. ففي 1984 كان السؤال هو ما إذا كان هذا التحلل موجوداً أصلاً. أما الآن فالسؤال هو ما إذا كان معدله يطابق النظرية حتى المنزلة العشرية الثانية، حيث ستظهر علامات الجسيمات الجديدة.