Otkriven trag nove elementarne čestice koja će potvrditi da ima 11 dimenzija?

Je li u Europskom centru za nuklearna istraživanja (CERN) otkrivena nova elementarna čestica? Iako iz CERN-a još nema službenog priopćenja, New York Times je jučer objavio kako je među fizičarima zavladalo veliko uzbuđenje mogućeg otkrića.

- Dvije velike kolaboracije, ATLAS i CMS, objavile su rezultate analize podataka na sudarima protona pri energijama od 13 tera elektron-volti (TeV), dok smo Higgsov bozon pronašli na energijama sudara od sedam i osam TeV-a - rekao je prof. Ivica Puljak s Fakulteta strojarstva i brodogradnje (FESB) u Splitu i voditelj vrlo uspješne splitske skupine unutar kolaboracije CMS u CERN-u.

- U analizi koja posebno promatra događaje s dva visokoenergijska fotona pronađen je višak događaja na mjestu koje bi se moglo interpretirati kao nova čestica s masom od oko 750 giga elektron-volti (GeV). Zanimljivo je da su obje kolaboracije pronašle višak događaja na otprilike istom mjestu, što je proizvelo ovo uzbuđenje - dodao je Puljak. Istaknuo je da je radna hipoteza zasad da nije otkriveno ništa novo.

Specijalni model

- Prema visokim standardima koje znanost sebi postavlja, dok nemamo konačnih dokaza, radna hipoteza za ovaj višak događaja jest da se radi samo o statističkoj fluktuaciji, to jest da je to već poznati fizikalni fenomen koji slučajno izgleda neobično, ali da tu nema ništa novo - rekao je Puljak.

Ipak, među fizičarima su se pojavile različite spekulacije. Jedna od njih je da je otkrivena nova čestica, graviton.

- Ovakav graviton pripadao bi specijalnom modelu koji uključuje dodatne dimenzije prostora te bi otkriće redefiniralno spoznaje o prostor-vremenu. Sada smatramo da živimo u prostor-vremenu s tri prostorne i jednom vremenskom dimenzijom, a novi modeli spekuliraju o većem broju dimenzija, sve do 11, od kojih je 10 prostornih, a jedna vremenska - pojasnio je Puljak.

- Druge spekulacije uključivale bi nove Higgsove bozone s puno većom masom, ali ti modeli još nisu dovoljno razrađeni. Podsjetimo, Higgsov bozon je čestica koja svim drugima daje masu, a otkriven je 2012.

Opis materijalnog svijeta

Za to je otkriće 2013. dodijeljena Nobelova nagrada za fiziku Peteru Higgsu i Françoisu Englertu. Otkriće Higgsova bozona, koji je nobelovac Leon Lederman zbog višedesetljetne neuhvatljivosti nazvao Božjom česticom, bila je potvrda Standardnog modela, fizikalne teorije koja najpotpunije opisuje materijalni svijet. No, moguće otkriće nove čestice dovelo bi u pitanje taj model.

- Kad bi se ovi rezultati potvrdili, to bi bio prvi primjer novih fenomena koje ne možemo opisati Standardnim modelom. Koliko god mi voljeli Standardni model, kao najprecizniju i najpotpuniju teoriju prirode, svjesni smo da su sve naše teorije samo aproksimacije realnosti i da sve imaju ograničenu domenu realnosti koje zadovoljavajuće opisuju - rekao je Puljak.

Naš sugovornik usporedio je “glasine” o otkriću nove čestice s događajajima koji su prethodili potvrdi postojanja Higgsova bozona.

Radna hipoteza

- Zanimljivo je da je upravo ovako mali višak događaja na istom mjestu o objema velikim kolaborcijama izgledao signal za Higgsov bozon potkraj 2011. Mi smo i tada objavili rezultate, a radna hipoteza je bila da se radi samo o statističkoj slučajnosti, ili poznatom fenomenu koji slučajno izgleda drukčije - prisjetio se Puljak.

- Ali smo i spekulirali da je možda riječ o Higgsovu bozonu te govorili da ćemo definitivan odgovor imati kad prikupimo dvostruko više podataka u idućih šest mjeseci. I sada je slična situacija - dodao je.

Fizičari u kolaboracijama CMS i ATLAS u sljedećih će šest mjeseci prikupljati nove podatke dobivene u eksperimentima te ih analizirati.

- Pretpostavljam da ćemo u ljeto 2016. imati definitivan odgovor je li riječ o novom fenomenu ili o statističkoj slučajnosti - zaključio je Puljak.