Negyvenkét évnyi kutatás után rendkívül ritka részecskebomlásra találtak bizonyítékot a CERN kutatói, ami új lehetőséget nyithat a világegyetem egyik legnagyobb rejtélyének, a sötét anyagnak a megértésében.
A természet elképzelhetetlenül apró, egyelőre csak közvetett módszerekkel vizsgálható tartományait kutatják a fizikusok a CERN nagy hadronütköztetőjében. A Cambridge-i Egyetem vezetésével dolgozó nemzetközi kutatócsoport most egy rendkívül ritka részecskebomlásra talált bizonyítékot, amely a méter (10^{-21})-ed részének megfelelő távolságokon zajló fizikai folyamatok tanulmányozásában segíthet.
Ezt a parányi világot egyes kutatók zeptoverzumnak nevezik. A zeptométer a méter (10^{-21})-ed része: olyan kicsi távolság, amely sok milliárdszor kisebb egy atom méreténél.
A kutatók a nagy hadronütköztető LHCb kísérletében úgynevezett beauty, vagyis szépségkvarkokat tartalmazó részecskék bomlását vizsgálták. Ezek rendkívül instabilak, élettartamuk a másodperc billiomod részének nagyságrendjébe esik.
A most azonosított folyamatban egy semleges B-mezon müonra és antimüonra bomlik. A jelenség annyira ritka, hogy hozzávetőleg tízmilliárd megfelelő részecskéből mindössze egynél következik be.
A fizikusok 1984 óta keresik ennek a bomlásnak a bizonyítékát. Az LHCb detektor korszerűsítése és a gépi tanulási módszerek alkalmazása most lehetővé tette, hogy a hatalmas adatmennyiségből elkülönítsék a rendkívül gyenge jelet.
Az eredmény statisztikai szignifikanciája 3,2 szigma, ami a részecskefizikában már bizonyítéknak számít a folyamatra, de még elmarad a felfedezés bejelentéséhez általában megkövetelt ötszigmás küszöbtől. Az eredmények egyelőre szakmai lektorálás előtt állnak.
A mérés jelentőségét az adja, hogy az ilyen ritka bomlások érzékenyek lehetnek ma még ismeretlen részecskék hatásaira. Ezeket a jelenlegi gyorsítókkal közvetlenül nem feltétlenül lehet megfigyelni, jelenlétük azonban befolyásolhatja a bomlások gyakoriságát.
Vizsgálatuk akár a sötét anyag természetének megértéséhez is közelebb viheti a tudósokat. Ennek létezésére elsősorban gravitációs hatásaiból következtetnek, közvetlen kimutatása azonban mindeddig nem sikerült.
A mostani mérés nem igazolta új részecskék vagy a sötét anyag létezését, és összhangban áll a részecskefizika standard modelljének előrejelzéseivel. Ettől azonban még fontos eredmény: az egyre pontosabb mérések szűkíthetik a lehetséges új fizikai elméletek körét.
Harry Cliff, a Cambridge-i Egyetem kutatója, az elemzőcsoport vezetője úgy fogalmazott, hogy a tudósok már a zeptoverzum kapuján kopogtatnak. A következő lépésben még mélyebbre szeretnének jutni a természet alapvető működésének megértésében.
