Partikel-Entdeckung hat Physiker brummt

Diese Geschichte wurde aktualisiert, um 6:04 Uhr ET.

In einer Entwicklung, die Physiker "riesig" anrufen, haben "quälend" und "unerwartet" Forscher ein Signal gemessen, die eine neue Art von Teilchen oder Naturgewalten ankündigen könnte.

Doch die Feststellung noch nicht schlüssig und lässt viele Forscher skeptisch.

Die Entdeckung stammt aus einem Atom Smasher genannt das Tevatron am Fermilab Physics Laboratory in Batavia, Illinois in das Gaspedal es, Partikel sind bis nahe der Lichtgeschwindigkeit hochgefahren, wie sie etwa 4 Meilen (6,3 km) Ring Rennen. Wenn zwei Teilchen kollidieren, zerfallen sie in anderen exotischen Teilchen in eine mächtige Ausgießung des Energie. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

Wissenschaftler analysierten Tausende dieser Kollisionen und fand ein verdächtiges Muster in etwa 250 mehr Fälle als vorhergesagt. In diesen Fällen waren die Produkte der Kollision zwischen einem Proton und Antimaterie Partner des Antiprotons anders als erwartet.

Brummt

"Die ganze Physik-Welt mit diesem Ergebnis sehr geschäftig ist," sagte Physiker David Kawall von der University of Massachusetts Amherst LiveScience.

Die Entdeckung, zuerst in der New York Times berichtet wurde online angekündigt Dienstag (5. April), wenn die Forscher eine Preview-Version von ihrer Forschungsarbeit auf der Preprint-Website ArXiv.org veröffentlicht.

"Das ist ein riesiger – eine unerwartete Entdeckung die komplett verwandeln könnte, Hochenergie-Physik und Kosmologie als gut, da die beiden Felder an der Hüfte verbunden sind" Astrophysiker Michael S. Turner, Direktor des Kavli Institute für kosmologische Physik an der University of Chicago, schrieb in einer e-Mail zu LiveScience. "Aber es eine große, ist wenn — wenn es hält und nicht durch Standardmodell Physik erklärt."

Viele Forscher hallte diesem Vorbehalt — die Entdeckung bedeutend sein könnten, aber es ist zu früh um zu sagen, da mehr Daten erforderlich ist, zu bestätigen, dass das Tevatron Muster mehr als nur eine statistische Anomalie ist.

"Die statistische Signifikanz des Signals interessant, aber nicht zwingend, ist", sagte der Physiker Eugene W. Beier von der University of Pennsylvania. "Die Experimentatoren brauchen mehr Daten. Wenn das Signal auf fünf Standardabweichung Niveau hält, ist es ein Hinweis auf etwas außerhalb der Reichweite der was wir erwartet hatten."

Die statistische Signifikanz in den Daten ist jetzt etwas mehr als drei Standardabweichungen, was bedeutet, dass die Chance, es sich um eine zufällige Anomalie weniger als 1 in 1.000 ist. So sagen die Feststellung ist bedeutend, und Untersuchung verdient, aber ist nicht schlüssig, Forscher. Wenn genug weitere Messungen vorgenommen werden, und das Muster bis zu fünf Standardabweichungen hält, würde wahrscheinlich mehr Physiker überzeugt sein.

"Ich bin nicht überzeugt,", sagte Syracuse University Physiker Sheldon Stone. "Es stützt sich auf eine detaillierte Schätzung der Hintergründe und kleine Änderungen könnten das Ergebnis auszulöschen."

Kollidierende Materie und Antimaterie

Das Tevatron hat hat die kollidierenden Protonen und Antiprotonen seit den 1980er Jahren und viele bedeutende Erkenntnisse bereits, einschließlich der 1995 Entdeckung des Top-Quarks, eine exotische Version von der fundamentalen Teilchen, die Protonen und Neutronen bilden.

"Dieses verlockende Ergebnis aus der Zusammenarbeit von CDF Spiel ändern, sicherlich sein könnte", sagte Gavin Salam, Physiker am CERN Research Lab in Genf, Schweiz. "Wenn es bestätigt wird, wäre es das erste Mal, das ein neues Teilchen in einem Collider Experiment beobachtet wurde, da das Top Quark 1995 am Fermilab entdeckt wurde."

In die neue Erkenntnis, Wissenschaftler an der Tevatron Collider Detektor am Fermilab (CDF) Experiment festgestellt, dass die Teilchenkollisionen eine Inzidenz höher als prognostiziert ein bestimmtes Muster von Nebenprodukten produziert: ein schweres Teilchen genannt, ein W-Boson und zwei Jets der leichten Teilchen mit einer Gesamtenergie, die unerwartet war.

Die Energie der Jets anzugeben, dass sie eine nie zuvor gesehene subatomaren Teilchen stammen, sagen Wissenschaftler. Eines der am meisten eifrig gesucht theoretische Partikel ist das sogenannte Higgs-Boson, das Teilchen dachte Masse auf andere Partikel zu verleihen. Noch das Signal, das das Tevatron Team gefunden hat nicht ganz überein was erwartet wird, für das Higgs.

"Es nichts besseres als ein standard Higgs-Boson, als wäre die Produktion viel zu hoch ist", sagte Rutgers University Physiker Matt Strassler. "Darüber hinaus ist es schwer zu sagen; Wir haben einfach nicht genug Informationen noch."

Und weil Partikel an die Kräfte der Natur gebunden sind, könnte die Entdeckung noch eine grundlegende Kraft neben den bekannten vier anzugeben: Gravitation, Elektromagnetismus und der starken und schwachen Kernkräfte.

"Ist dies in der Tat der erste Hinweis der neuen Physik vom anderen Messungen mit höheren Statistik bestätigt werden, es sehr spannend, wäre", sagte Jamie Nagle von der University of Colorado, Boulder Physiker. "Genau wie spannende hängt was es neue Physik entpuppt sich – aus diesen Ergebnissen allein nicht ermittelt werden können."

Die Feststellung könnte auch eine Rechtfertigung für das Tevatron, die voraussichtlich im September 2011 aus Budgetgründen schließen. Während es einst der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger auf dem Planeten war, hat es vor kurzem von der neuen Large Hadron Collider am CERN übertroffen worden.

Wenn das Tevatron Entdeckung ein reales Ereignis und kein Ausrutscher der Statistik darstellt, wird es wahrscheinlich auch im LHC gesehen. Bis dahin sagen viele Wissenschaftler, dass sie Urteil zu reservieren.

Fürs erste aber weiter die Aufregung sicherlich.

"Ich habe den größten Teil des Tages diskutieren die Lebensfähigkeit dieser Ergebnisse und mögliche Erklärungen mit Kollegen aus der ganzen Welt," sagte Cornell University Physiker Csaba Csaki. "Wenn es in der Tat erweist sich das Signal eines neuen Teilchens, wäre es äußerst wichtig, möglicherweise"Game-changing." Aber an dieser Stelle wäre ich sehr vorsichtig über die Entdeckung eines neuen Teilchens erklären. Während das Ergebnis auf jeden Fall ernst genommen werden sollte, hat viel mehr Arbeit zu erledigen, bevor dies als Tatsache akzeptiert werden kann."

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