Przez ostatnie 15 lat Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) pod Genewą intensywnie rozbijał cząstki w poszukiwaniu nowych praw fizyki. Mimo odkrycia bozonu Higgsa, reszta wszechświata pozostaje dla nas zagadką – wciąż nie wiemy, czym jest ciemna materia i dlaczego materia przetrwała starcie z antymaterią tuż po Wielkim Wybuchu. Wielu naukowców zaczęło tracić nadzieję, że większy zderzacz cokolwiek zmieni.
Jednak w świecie fizyki teoretycznej dzieje się coś przełomowego. Zamiast budować maszynę większą od całego kraju, naukowcy znaleźli sposób na obejście ograniczeń technologicznych. Zajrzeliśmy przez „tylne drzwi” do tzw. zeptouniwersum, strefy o skali tak niewyobrażalnie małej, że dotychczas była dla nas niedostępna.
Dlaczego zderzacze działają jak mikroskopy?
W świecie cząstek elementarnych obowiązuje prosta zasada: im wyższa energia zderzenia, tym mniejszą skalę jesteśmy w stanie „zobaczyć”. Kiedy przyspieszamy cząstki do ogromnych prędkości, ich fale stają się tak krótkie, że działają jak precyzyjne narzędzia pomiarowe.
Niestety, jeśli nowa fizyka ukrywa się w skali mniejszej niż 50 zeptometrów (kwintylionowa część metra), LHC fizycznie nie jest w stanie jej dostrzec. Ale tu pojawia się sprytne rozwiązanie, które zmienia postać rzeczy:
- Nawet jeśli nowa cząstka jest zbyt mała, by ją zobaczyć bezpośrednio, jej pole kwantowe „drga” w tle.
- Obserwując rzadkie rozpady znanych nam cząstek, możemy wyczuć wpływ tych niewidocznych, hipotetycznych obiektów.
- To tak, jakbyśmy nie widzieli samego wiatru, ale widzieli, jak kołysze gałęziami drzew.
"Wspaniała siódemka" i dowody na nową fizykę
Fizyk Andrzej Buras wraz z zespołem wytypowali siedem najrzadszych procesów w przyrodzie, które mogą być kluczem do odkrycia „nowej fizyki”. Są to rozpady cząstek, które w teorii powinny zachodzić niezwykle rzadko – raz na wiele miliardów przypadków. Jeśli eksperymenty wykażą, że dzieje się to częściej, będziemy mieć dowód na istnienie nieznanych dotąd sił.
Najciekawsze wieści napłynęły z CERN z eksperymentu NA62. Naukowcy zaobserwowali niezwykle rzadki rozpad kaonu na pion. Wynik był o 50 procent wyższy, niż zakładał nasz obecny Model Standardowy. Choć wciąż potrzebujemy więcej danych, by wykluczyć błąd statystyczny, emocje w świecie nauki są ogromne.
Co to oznacza dla nas wszystkich?
Czy to odkrycie zmieni nasze życie w najbliższy poniedziałek? Nie. Ale pozwala nam zrozumieć „kod źródłowy” naszego wszechświata. Jeśli potwierdzimy, że rzeczywiście wyważyliśmy drzwi do zeptouniwersum, stanie się to najsilniejszym argumentem za budową super-zderzacza przyszłości, który ostatecznie wyjaśni, dlaczego materia w ogóle istnieje.
Jesteśmy w punkcie zwrotnym. Eksperyment LHCb zwiększył pięciokrotnie tempo zbierania danych, a urządzenia w Japonii również włączają się do wyścigu. Być może za kilka lat podręczniki do fizyki będą wymagały całkowitego przepisania.
A co Wy o tym sądzicie: czy dopuszczacie myśl, że żyjemy w rzeczywistości, której fundamenty są całkowicie inne, niż zakładaliśmy do tej pory? Dajcie znać w komentarzach.
