هل سيكتشف فريق تجربة LHCb قريبا الطريق نحو قوانين جديدة لفيزياء الجسيمات

خلال مؤتمر مصادم الهادرونات الكبير بداية شهر حزيران الماضي في نيويورك قدم فريق تجربة LHCb نتيجة قد تكون اشارة الى أفاق جديدة في الفيزياء.

تجربة LHCb هي واحدة من التجارب الأربعة الكبيرة في مصادم الهادرونات الكبير ويقوم عليها علماء من اكثر من 50 مؤسسة حول العالم وتهدف التجربة إلى فحص خصائص جسيمات معينة للبحث عن ظواهر تختلف عما تتنبأ به النظرية الأساسية السائدة في عالم فيزياء الجسيمات والمسماة النموذج المعياري وذلك في إطار البحث عن نظرية أوسع وأشمل ضمن ما يعرف بين الفيزيائيين بالفيزياء الجديدة.

يتنبأ النموذج القياسي بأن عائلة الليبتونات من الجسيمات أي الالكترونات والميونات وجسيمات التاو تتصرف بنفس الطريقة وتنتج بكميات متساوية عند تفكك (اضمحلال) الجسيمات. ويقول توم بليك - زميل باحث جامعة الجمعية الملكية- "بحسب ما تبدي لنا معادلاتنا فإن هذه الجسيمات متشابهة وبالتالي يجب أن نراها تنتج بكميات متقاربة".

في نتائج البحث المعلن عنها في المؤتمر، كشف فريق LHCb أنهم رصدو دلائل على أن تصرفات الجسيمات تتعارض مع تنبؤات النموذج المعياري. و فسروا ذلك بأنه قد يكون بسبب تداخلات من جسيمات أو قوى غير مكتشفة .

شاهد العلماء الفرق في اضمحلال الجسيمات التي تحتوي على أحد أنواع الكواركات المسمى الكوارك القعري (للكوارك ستة أنواع يسميها الفيزيائيون نكهات) . عادة ، تقوم هذه الجسيمات بالاضمحلال الى هادرونات خفيفة بعد أن يتم انتاجها . و لكن في حالات نادرة جدا تنتج ليبتونين و هادرون عوضاً عن الهادرونات الخفيفة. وبحسب النموذج المعياري يجب أن يعطي هذا النوع من الاضمحلالات مقداراً متساوياً من الالكترونات و الميونات (بما أنها متكافئة من وجهة نظر القوانين الحالية)، و لكن العلماء وجدوا أن الالكترونات تنتج بنسبة أكبر في 25 بالمئة من الحالات. إذا استمرت البيانات التي سيتم جمعها بعد اعادة تشغيل مصادم الهادرونات الكبير في دعم هذه النتيجة، فإنه يمكن أن يكون علامة على قوانين فيزياء أبعد من النموذج المعياري.

يقول ميشيل دي كيان ، بروفيسور في جامعة هايدلبرغ، و الذي قدم النتيجة "اذا استمرينا برؤية هذا التناقض فيمكننا اعتبار ذلك على أنه دليل على وجود جسيمات اخرى تشبه بوزونات Z ولكنها أكبر كتلة.

في السابق قام كل من فريق تجربة Belle في اليابان وفريق تجربة Babar في مسرع ستانفورد الخطي في الولايات المتحدة بحساب النسبة مابين الالكترونات والميونات الناتجين عن عملية الاضمحلال حيث وجدوا بأن النسبة كانت متساوية و لكن الخطأ الاحصائي كان كبيراً جدا بحيث أن التجربتين لم تكونا قادرتين حتى على استخلاص نتائج مؤكدة. تجربة LHCb لم تحصل على بيانات كافية لتؤكد أو تنفي توقعات النموذج المعياري . "لازلنا لا نملك نتائج كافية احصائياً لنقوم بإعلان اكتشاف مؤكد حتى الان" كما يقول دي كيان. ويأمل كل من دي كيان وبليك أن جولة التشغيل القادمة لمصادم الهادرونات الكبير سوف تعطي بيانات أكثر وتساعدهم في تسليط الضوء على أي حالات مناقضة لتوقعات النموذج المعياري للجسيمات.

المصدر: هنا