ניסוי LHCb בדרך לגילוי הסטיות מהמודל הסטנדרטי

המדענים והמהנדסים בניסוי LHCb – אחד הניסויים הקטנים בסרן הצליחו לגלות חלקיקים כבדים מסוג מזון B הדועכים מהר ובעזרתם הם מקווים להבין את האסימטריה בין החומר לאנטי חומר ביקום 

תוצאות מניסוי LHCb )The Large Hadron Collider beauty experiment ) שהוצגו השבוע בכנס מדעי שעסק בלפטון ובפוטונים במומבאי בהודו, שהוצגו בשבת האחרונה, הן המדויקות ביותר של חלקיקים המכונים מזון B (B mesons) המספקת דרכים לחקור את הא-סימטריה בין החומר והאנטי חומר.

ניסוי LHCb חוקר את התופעות הללו באמצעות תצפית בדרך שבה דועכים חלקיקי ה- B mesonsוהופכים לחלקיקים אחרים. התוצאות החדשות מחזקות מדידות קודמות של ה- LHCb שהוצגו לפני כחודש בכינוס האגודה הפיזיקלית האירופית בגרנובל, צרפת, שהראתה כי דעיכת מזון B שנמדדה עד כה באמצעות כיול תואמות לחלוטין את התחזית של המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, התיאוריה שהפיזיקאים משתמשים בה כדי לתאר את התנהגות החלקיקים הבסיסיים.

“התוצאות מראות כי הצלחנו כעת למדוד את הפרטים העדינים ביותר של מערכת מזון B” אומר דובר LHCb פיירלואיג’י קמפאנה “דבר זה מציב אותנו במקום שבו אנו צריכים להיות כדי להתחיל לחפש סדקים במודל הסטנדרטי ולהסביר את האסימטריה שבין החומר לאנטי חומר.”
“לפי התיאוריות הנוכחיות חומר ואנטי חומר היו נוכחים בכמויות שוות בתחילת היקום, אך ככל שהיקום התרחב והתקרר התפתחה אסימטריה ביניהם שהותירה יקום שנראה כמורכב כולו מחומר. קווארקים כבדים מספקים מקום טוב למחקר התופעה מכיוון שככל שהקווארק כבד יותר, יש יותר דרכים שבהם הוא יכול לדעוך, וכל הדרכים הללו מתוארים במודל הסטנדרטי.

המודל הסטנדרטי צופה סימטריה בין החומר לאנטי חומר, אך ברמה קטנה מכדי להסביר את העובדה שהיקום מורכב מחומר. סטיה מהתחזיות תאפשר לפתח פיזיקה חדשה. קווארקי B נוצרים בשפע ב-LHC, דבר ההופך אותם לחלקיקי הבחירה למחקר האסימטריה בין החומר והאנטי חומר במעבדה. הקווארקים לא מיוצרים אף פעם לבדם, אלא תמיד נעים בקבומות. הם מלווים בעוד קווארק ממשפחת מזון B ואת זה חוקרים ב- LHCb.
מוקדם יותר השנה, ניסויים בפרמילאב בארה”ב חזו תוצאות שרמזו על סטיה מהמודל הסטנדרטי. מאז, עבר ניסוי LHCb את פארמילאב ברמת הדיוק בניסוי ולא הבחין בסטיה כזו. “התוצאות מרמזות על כך שהשטן נמצא בפרטים הקטנים” אמר קמפאנה. “הגענו לנקודה שבה אנו יורדים לפרטים. זה לא השטן שאנו מצפים למצוא שם, ובכל זאת, יש לנו רמזים חדשים על סטיה מהמודל הסטנדרטי.”

LHCb הצליח להגיע לרמת דיוק כז כה מוקדם בשלבי החיים התפעוליים של מאיץ החלקיקים LHC הודות לביצועים הטובים של המאיץ, והעובדה שהמדענים של LHCb עובדים עם מהנדסי LHC כדי לבצע אופטימיזציה של כמות הנתונים הנאספים בניסוי.

שלא כמו הגלאים הגדולים המשמשים לגילוי כל סוגי החלקיקים כגון אטלס ו-CMS, גלאי ה- LHCb לא תוכננו לתעד נתונים בקצב המרבי ש-LHC יכול לספק. LHCb מכיל רכיבים מאוד רגישים הקרובים לקרן, כך שהם יכולים למדוד את העקבות הזעירים שיוצרים מזוני B לפני שהם דועכים. ישוב הצורך להגן על ההתקנים מפני נזקי הקרן ולמקסם את עוצמת הקרן הוא האתגר שהמהנדסים והמדענים צריכים להתגבר עליו.
“שיתוף הפעולה עם אנשי המאיץ היה פנטסטי” אמר קמפנה. “הוא איפשר לנו לאסוף נתונים מהר מהצפוי ולהתקרב ליכולת להבין לאן נעלם האנטי חומר.”
להודעה של LHCb
http://www.newswise.com/articles/cern-s-lhcb-experiment-takes-precision-physics-to-a-new-level
לפרטים נוספים

LHCb is trying to crack the Standard Model