นักฟิสิกส์ที่ทำงานในเครื่องตรวจจับ LHCb ที่ Large Hadron Collider ได้ค้นพบคำใบ้ของปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้ภายในกรอบของฟิสิกส์ยุคใหม่ นั่นคือ Standard Model ซึ่งอธิบายคุณสมบัติของอนุภาคที่รู้จักทั้งหมด
ในเดือนมีนาคม นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งเผยแพร่ข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่าเมจิคควาร์ก (b-quarks) สลายตัวเป็นมิวออนน้อยกว่าอนุภาคอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับมิวออนถึง 15% สิ่งนี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งคาดการณ์ความคลาดเคลื่อนระหว่างมิวออนและอิเล็กตรอนเพียงครั้งเดียว ซึ่งเบากว่า "แฝด" ของมันถึง 200 เท่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมจิกควาร์กต้องสลายตัวเป็นมิวออนและอิเล็กตรอนที่มีความถี่เท่ากัน อย่างไรก็ตาม ณ เวลานั้น ความแตกต่างระหว่างข้อมูลการทดลองกับแบบจำลองมาตรฐานคือ XNUMX ซิกมา หรือ XNUMX ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ซึ่งในฟิสิกส์ของอนุภาคไม่เพียงพอที่จะตัดสินการค้นพบโดยสรุป
สำหรับนักฟิสิกส์ที่จะสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการมีอยู่ของแรงที่ไม่รู้จักซึ่งขัดขวางการสลายตัวของบีควาร์กเป็นมิวออน จำเป็นต้องบรรลุผลลัพธ์ของซิกมาห้าเมื่อความน่าจะเป็นที่ความแตกต่างเกิดจากโอกาสจะน้อยลง มากกว่าหนึ่งในล้าน แม้ว่าการศึกษาใหม่จะล้มเหลวในการบรรลุเป้าหมายนี้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สังเกตเห็นปรากฏการณ์เดียวกัน: ควาร์กเวทมนตร์สลายตัวเป็นมิวออนน้อยกว่าที่สลายตัวเป็นอิเล็กตรอนถึง 30% ความแตกต่างระหว่างทฤษฎีและการทดลองนั้นมีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานประมาณสองค่า หรือประมาณสองซิกมา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความน่าจะเป็นของความผิดพลาดทางสถิติมีมากกว่า 2% เท่านั้น
ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการว่าจ้างเครื่องตรวจจับ LHCb ที่ทันสมัยจะช่วยยืนยันหรือหักล้างข้อมูลเหล่านี้ซึ่งจะต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมและจัดทำสถิติเพิ่มเติม
แม้ว่าแบบจำลองมาตรฐานจะผ่านการทดสอบเชิงทดลองทั้งหมดจนถึงปัจจุบัน แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ทราบดีว่ามันยังไม่สมบูรณ์ ไม่รวมอันตรกิริยาของความโน้มถ่วงและไม่ได้อธิบายถึงอนุภาคที่สามารถอธิบายการมีอยู่ของสสารมืด ซึ่งแสดงอิทธิพลที่สังเกตได้ต่อสสารธรรมดาในจักรวาล เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการสะสมข้อมูลมากขึ้นเรื่อย ๆ เกี่ยวกับฟิสิกส์ใหม่นอกแบบจำลองมาตรฐาน แต่จนถึงตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบหลักฐานที่ชัดเจนของการมีอยู่ของมัน
อ่าน:
- นักฟิสิกส์ทำลายสถิติอุณหภูมิต่ำสุดในห้องทดลอง
- รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2021 มอบให้แก่นักวิทยาศาสตร์ 3 คน เหตุก่อความวุ่นวาย