Et signal 40 år undervejs
Fysikere ved CERN's LHCb-eksperiment har rapporteret det første tegn på et henfald, som teorien siger sker cirka én gang for hver 10 milliarder beauty-partikler. Resultatet, fra den opgraderede detektor ved Large Hadron Collider, følger en søgning, der begyndte for mere end fire årtier siden.
Processen er kendt som Bd til my my: en neutral partikel, der indeholder en beauty-kvark, henfalder til to myoner, tungere slægtninge til elektronen. Målingen nåede en statistisk signifikans på 3,2 sigma, nok til at kalde det et tegn, men mindre end de fem sigma, som partikelfysikken kræver for en opdagelse.
Hvorfor sjældne henfald betyder noget
Beauty-kvarker produceres i stort antal i kollisioner og lever omkring 1,5 billiontedele af et sekund. Jo sjældnere et henfald er, desto mere følsomt kan det være over for partikler, der er for tunge til at blive produceret direkte i kollideren, fordi disse partikler kan ændre, hvor ofte henfaldet sker.
Den målte hyppighed stemmer overens med Standardmodellen, den nuværende beskrivelse af fundamentale partikler. Denne overensstemmelse er nyttig i sig selv: den indsnævrer pladsen for ukendt fysik i denne kanal og giver teoretikerne et skarpere referencepunkt for fremtidige data.
Udforskning af zeptoverset
Det opgraderede LHCb, et 15-årigt projekt med omkring 1.900 forskere, kan indsamle data op til fem gange hurtigere end før. En britisk-bygget siliciumpixeldetektor kaldet Vertex Locator sidder fem millimeter fra strålen og fastslår præcist, hvor partikler produceres, og hvor de henfalder.
Chris Parkes fra University of Manchester, som ledede samarbejdet gennem opgraderingen, sammenlignede oddsene med at finde et perfekt match på en første date blandt alle mennesker på Jorden. Conor Fitzpatrick, vicefysikkoordinator, kaldte henfaldet en gylden kanal til at opdage ny fysik.
Samarbejdet forventer et meget større datasæt i begyndelsen af 2030'erne, og en yderligere opgradering kan tidoble indsamlingsraterne. Det ville skubbe målingerne mod zeptometeren, en milliardtedel af en billiontedel af en meter, hvor fysikerne håber at finde partikler og kræfter, som Standardmodellen ikke beskriver.