Cuarcii de fund se comportă prost în experimentul LHC

CHICAGO — Fizicienii teoreticieni se scarpină în cap după ce oamenii de știință au prezentat noi studii surprinzătoare ale unei particule cunoscute sub numele de cuarc de fund.

La noile energii mai mari atinse recent la acceleratorul de particule Large Hadron Collider, particulele care conțin quarci de fund au zburat sub un unghi mai des decât se aștepta. Oamenii de știință au raportat rezultatul pe 4 august la Conferința Internațională pentru Fizica Energiei Înalte.

Quarcii formează particule mai mari, cum ar fi protonii și neutronii. La LHC, lângă Geneva, oamenii de știință zdrobesc protoni pentru a produce noi particule, inclusiv cuarci de fund.

Acei quarci de fund sunt legați împreună cu alți quarci în particule mai mari cunoscute sub numele de hadroni b. Oamenii de știință cu LHCb, un experiment la LHC, au descoperit un comportament neașteptat în hadronii b care au accelerat la un unghi de fasciculele de protoni care se ciocnesc, mai degrabă decât să continue pe o traiectorie aproape paralelă. La energii mari, numărul de hadroni b care zboară la un unghi, în raport cu cei la energii mai mici, a fost aproape de două ori mai mare decât era de așteptat.

Discrepanța ar putea indica o problemă cu predicțiile oamenilor de știință cu privire la modul în care ar trebui să se comporte particulele. Astfel de predicții se bazează pe teoria modului în care quarkurile interacționează, cunoscută sub numele de cromodinamică cuantică sau QCD, care este importantă pentru înțelegerea funcționării interioare a protonilor și neutronilor. „Înțelegerea QCD într-adevăr stabilește baza înțelegerii noastre a naturii”, spune Marina Artuso, membru LHCb, de la Universitatea Syracuse din New York.

Oamenii de știință care fac predicții despre cum ar trebui să se comporte hadronii b au avut probleme în a explica discrepanța. „In orice direcție ai întoarce, este cu adevărat ciudat. Ceea ce pentru mine, personal, îl face extrem de interesant”, spune fizicianul teoretician Michelangelo Mangano de la CERN, laboratorul european de fizică a particulelor care operează LHC.

Dar, a avertizat el, este puțin probabil să fie un indiciu al unor fenomene care ar schimba modelul standard al fizicii particulelor. Mai degrabă, s-ar putea ca calculele să aibă nevoie de o rafinare suplimentară sau că oamenii de știință trebuie să-și modifice înțelegerea protonului, modificând estimările impulsului purtat de diferitele particule găsite în interiorul acestuia.

Problema ar putea sta și în măsurarea LHCb, dar oamenii de știință spun că sunt foarte încrezători în rezultatul lor. Echipa continuă să studieze datele pentru a caracteriza mai bine efectul.