Fermilabin tutkimus tehtiin samalla kiihdyttimellä kuin Brookhavenin tutkimukset 20 vuotta aiemmin. Halkaisijaltaan 15-metrinen kiihdytinrengas kuljetettiin koetta varten yli 5000 kilometriä New Yorkista Iowaan. Kuva: Reidar Hahn/Fermilab
Fermilabin tutkimus tehtiin samalla kiihdyttimellä kuin Brookhavenin tutkimukset 20 vuotta aiemmin. Halkaisijaltaan 15-metrinen kiihdytinrengas kuljetettiin koetta varten yli 5000 kilometriä New Yorkista Iowaan. Kuva: Reidar Hahn/Fermilab

Yhdysvalloissa Fermilabissa toistettiin 20 vuotta vanha tulos, jonka mukaan myonit värähtelevät enemmän kuin malli sallisi.

Alkeishiukkasiin kuuluva myoni hämmentää fyysikoita jälleen. Yhdysvaltalaisen Fermilab-tutkimuskeskuksen uusi koe paljasti myonien värisevän hiukkaskiihdyttimessä hiukkasfysiikan standardimallin vastaisesti.

Tulos on jatkoa Brookhavenin National Laboratoryn tutkimukselle, jossa saatiin samankaltaisia tuloksia jo vuosituhannen vaiheessa. Silloin ilmiö jäi selittämättä rahoituksen hiivuttua.

Nyt saadut tulokset vastaavat täysin vuonna 2006 julkaistun tutkimuksen tulosta. Sattumanvaraisesti tällaisen tuloksen saamisen todennäköisyys olisi yksi neljästäkymmenestä tuhannesta.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Tämä ei silti vielä saavuta alkeishiukkasfysiikan hyväksytyiltä tuloksilta vaadittavaa virhemarginaalia, niin sanottua sigma 5 -rajaa. Ylittääkseen sen pitäisi sattuman todennäköisyyden olla yksi noin 3,5 miljoonasta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Lisäpainoa tuloksille antaa se, että ne julkaistiin vain kuukausi sen jälkeen, kun myonien havaittiin käyttäytyneen oudosti Euroopan hiukkasfysiikan keskuksen Cernin LHCb-kokeessa.

Fermilabin kokeessa luodut myonit pantiin kiertämään hiukkaskiihdyttimessä, jossa ne saatettiin vuorovaikutukseen magneettikentän kanssa. Vuorovaikutus kytkeytyy läheisesti myonien vuorovaikutukseen valohiukkasen eli fotonin kanssa.

Jos fotonin ja myonin vuorovaikutus olisi täysin häiriötöntä, sen värähtely saisi arvon 2. Koska muut hiukkaset sotkevat tätä yhteispeliä aina jonkin verran, myonin hajoamistuotteista mitattava arvo poikkeaa aina hieman oletusarvosta.

Nyt tehdyssä tutkimuksessa poikkeamat olivat kuitenkin suurempia kuin alkeishiukkasfysiikan standardimalli ennustaisi. Kansantajuisesti kuvattuna myonit värisivät enemmän kuin niiden olisi pitänyt.

Tutkimuksen tekijöiden mukaan tämä siis tarkoittaa, että jos kokeessa tai sen pohjalla olevista laskelmista ei löydy virhettä, sellainen on alkeishiukkasfysiikan standardimallissa itsessään.

Myoneihin näyttäisi vaikuttavan jokin, josta emme tiedä. Se voisi olla tuntematon hiukkanen tai jopa ennen tuntematon luonnonvoima.

Helsingin yliopiston kokeellisen hiukkasfysiikan professori Kenneth Österberg kehottaa edelleen pitämään jäitä hatussa, ennen kuin tulokset on vahvistettu.

Hän toteaa kuitenkin pitävänsä mahdollisena, että Fermilabissa ja Cernissä havaitut outoudet liittyvät samaan ilmiöön.

”Mutta tässä vaiheessa tämä on vasta arvailua.”

Myonien merkitys maailmankaikkeudessa on nykytiedon valossa pieni. Niinpä kysymys onkin, missä määrin nyt mahdollisesti havaittu voima tai hiukkanen vaikuttaisi elektroneihin, jotka kuitenkin ovat kaiken tuntemamme aineen rakennuspalikoita.

Österbergin mukaan myoneihin vaikuttavan voiman voisi teoriassa ajatella vaikuttavan myös elektroneihin.

”Mutta tässä kannattaa huomata myonin ja elektronin massojen ero. Yleensä suurempi massa tarkoittaa suurempaa vuorovaikutusta. Tuntemattoman tekijän mahdollinen vaikutus elektroneihin olisi luultavasti pienen pieni osa sen vaikutuksesta myoneihin.”

On myös mahdollista, että vaikka tulos pitäisi, olisi se sittenkin alkeishiukkasfysiikan standardimallin mukainen.

Samana päivänä Fermilabin uutisen kanssa uutisoitiin myös kansainvälisen teoreettisten fyysikkojen ryhmän BMW:n uusista laskelmista, joiden mukaan vuoden 2006 tulokset olisi mahdollista selittää alkeishiukkasfysiikan standardimallin puitteissa.

b_e_y_o_n_d
Seuraa 
Viestejä6602

Jukka Savorinen kirjoitti:
Kerrotaanko missään milloin näitä kokeita tehtiin?

Siis päivämääriä?

Tai milloin aloitettiin ja milloin lopetettiin?

Siis mihin vuodenaikaan jne?

Jos joku ihmettelee minkä takia kyselen, niin sen takia kyselen, koska olosuhteet pienessä mittakaavassa vaihtelevat sen mukaisesti missä Maapallo on suhteessa Aurinkoon, galaksin keskustaan, muihin planeettoihin ja suhteessa vielä Kuuhun. 😃

Ihan oikeasti, voisit lopettaa tuon hölynpölyn, alkaa menemään trollaamisen puolelle. 

Under the sky, under the heavens, there is but one family. It just so happens that people are different.
-Bruce Lee

Sisältö jatkuu mainoksen alla