Neues subatomaren Teilchen oder Fluky Muster? 3 Tests informieren

Die Ankündigung dieser Woche, dass Wissenschaftler können oder kein neues subatomaren Teilchen entdeckt haben können, hat die Physik-Welt geärgert. Woran erkennen wir sicher, ob das Teilchen real oder nicht ist?

Eine Reihe von Tests in den kommenden Monaten soll den Weg weisen:

Weitere Daten zu bekommen

Das Signal kommt von der Teilchenbeschleuniger Tevatron am Fermilab Physics Laboratory in Batavia, Illinois Wissenschaftler bemerkte eine Beule in ihre Daten – eine Überfülle von einem bestimmten Muster, die nicht vorhergesagt wurde, was auf das Vorhandensein eines Teilchens nie zuvor gesehene hinweisen könnte, sagen Wissenschaftler. [Partikel Entdeckung hat Physiker brummt]

Der Haken ist, das Muster könnte ein echtes physikalisches Phänomen darstellen, oder es könnte eine statistische Anomalie. Wissenschaftler sagen, gibt es eine Chance von 1 in 1.000 die Feststellung nur ein Zufall ist. Um einen besseren Überblick darüber, ob das Signal real ist, müssen Forscher durch mehr Daten zu sortieren.

Im Inneren der Tevatron, Protonen und deren Partnern Antimaterie werden Antiprotonen, beschleunigt in einem riesigen Ring bis sie ineinander zu Abstürzen in der Nähe von der Geschwindigkeit des Lichts. In den darauf folgenden Explosionen entstehen viele verschiedene Kombinationen von exotischen Teilchen.

Das neue Ergebnis finden Sie unter dem Tevatron Collider Detektor am Fermilab (CDF), hängt davon ab, ein paar hundert zusätzliche, unerwartete Fälle einer bestimmten Kombination von Produkten erkennen. Diese Feststellung könnte darauf hinweisen, dass ein unbekanntes Teilchen in dieser Kollisionen erstellt wird.

Wenn Forscher mehr Fälle von diesem Muster finden konnte, würde das Ergebnis mehr Gewicht zu halten.

"Es ist viel zu früh für diese Beobachtung eine etablierte Entdeckung berücksichtigt werden", sagte Physik Physiker Gavin Salam des CERN-Labor in Genf, Schweiz. "Im letzten Jahrzehnt gab es eine Reihe von Teilchenphysik Anomalien, deren statistischer Signifikanz war ähnlich, aber, die Anhäufung von neuen Daten und anschließende Reanalyse, erwies sich nur als aufgrund von Schwankungen der Daten oder unvollständige Schätzungen der Quellen der Verunreinigung Hintergrund."

Es gibt eine begründeten Hoffnung, dass das Tevatron CDF Experiment selbst genügend zusätzliche Daten produzieren für das Bild klarer zu machen. Die Atom-Smasher, die seit den 1980er Jahren tätig ist, war vor kurzem fein abgestimmt, um wirklich große Anzahl von Kollisionen zu produzieren.

"Es ist nur in den letzten Jahren, die das Tevatron dieser riesigen Datenmenge bekommen hat", sagte Physiker Michael Peskin von SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien. Betrieb der Maschine derzeit auf solch einen Höhepunkt der Produktivität ist, dass es noch in diesem Jahr eine deutlich größere Beute von Daten haben sollte, sagte er.

Das Tevatron ist in einem Rennen gegen die Zeit. Ein Haushaltsdefizit wird voraussichtlich im September Herunterfahren.

Versuch des Tevatron andere

Und wenn das CDF Experiment Beweis für das neue Teilchen produzieren kann, Physiker möglicherweise suchen Sie nicht weiter als die anderen Experiment am Tevatron, genannt DZero (D0), der erkennt Kollisionen an anderer Stelle entlang des Rings.

"Nur das CDF Experiment bei dem Tevatron analysiert hat genügend Daten, um diesen Effekt zu sehen", sagte Northwestern University Physiker Frank Petriello. "Wir erwarten für die Bestätigung von D0, und auch für weitere Studien, um sicherzustellen, dass dies keine subtile Fehler in unserer Modellierung von bereits bekannten Physik."

DZero sollte nur so gut wie CDF dieses Teilchen zu erkennen sein, wenn es vorhanden ist. Aber da die beiden Experimente völlig getrennte Daten sammeln, würde ein ähnlicher Befund bei DZero beträchtliches Gewicht auf die neuen Partikel-Hypothese verleihen.

"DZero zu diesem genauso gut sehen kann," sagte Peskin LiveScience. "Wenn es real ist, ist es auf jeden Fall ein neues Teilchen und eine sehr interessante Art. Es ist sehr verlockend, aber ich glaube es noch nicht."

Der LHC freuen

Wenn DZero die Situation beleuchten kann nicht, sollte dann die weltweit größte Atom Smasher können.

Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist der neueste und größte Teilchenbeschleuniger herum. Es ist noch nicht auf Hochtouren, aber es bereits spannende Wissenschaft Ergebnisse produziert. Mehr Zeit gegeben, sollte der LHC noch mehr Kollisionen als das Tevatron produzieren können.

Der LHC hat auch mehrere Experimente ausgeführt, darunter zwei — genannt ATLAS und CMS – das sollte in der Lage, die neue Partikel zu erkennen sein, wenn es vorhanden ist.

"Nicht nur das D0-Experiment möglicherweise überprüfen diese Behauptung, der ATLAS und CMS LHC-Experimente sollte in Kürze in der Lage, viel weiter zu gehen", sagte Physiker Matthew Strassler der Rutgers University. "Deshalb Bestandteil die CDF-Zusammenarbeit notwendig, um dieses Ergebnis jetzt veröffentlichen."

Teilen Sie ihre Ergebnisse mit dem Rest der Gemeinschaft Physik, laden die CDF-Wissenschaftler genau die Prüfung benötigten eine kühne Behauptung.

Ich hoffe, der Rest von uns wird nicht im Dunkeln zu lang gehalten werden. Wer weiß, vielleicht haben wir einen neuen Eintrag in der wachsenden Palette von bekannten Teilchen, aus denen sich unser Universum zu integrieren. [Strange-Quarks und Myonen, Ach mein! Kleinsten Teilchen der Natur seziert]

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