Fisikawan Berharap LHC Segera Temukan Partikel Dasar Baru Top Quark

Tinuku
News KeSimpulan.com - Renovasi model standar fisika. Temuan Fermilab menunjukkan partikel dasar baru yang akan segera muncul. Fisikawan berharap LHC mengkofirmasi tahun ini.

The Large Hadron Collider (LHC), reaktor pemukul atom terkuat di dunia, mungkin hanya beberapa bulan lagi menemukan partikel dasar baru, sebuah tanda kekuatan baru di alam. Studi-studi fokus pada top quark (paling berat dari enam quark) yang merupakan blok bangunan fundamental alam.

Top quark tampaknya berperilaku buruk ketika dihasilkan selama tumbukan proton-antiproton di akselerator partikel rendah energi, Fermilab Tevatron di Batavia, Illinois. Dibandingkan dengan model prediksi standar fisika partikel, quark ini terbang terlalu sering ke arah sinar proton dan tidak cukup dalam arah antiproton.

Temuan Tevatron pertama kali dilaporkan pada 2008, tetapi hasilnya bisa saja karena kebetulan. Sebuah laporan baru-baru ini menggunakan data tambahan, meningkatkan kepercayaan, kata Dante Amidei, fisikawan dari University of Michigan di Ann Arbor, juga anggota CDF experiment di Tevatron.

Untuk energi di atas 450 miliar elektron volt, 45 persen perjalanan top quark atas di sepanjang jalan dari berkas proton sementara hanya 9 persen yang diprediksi, Amidei dan rekan-rekannya melapor 3 Januari lalu ke server preprint arXiv. Tanggal 10 Maret lalu, tim melaporkan bukti tambahan preferensi membingungkan arah top quark setelah memeriksa jalur quark yang dihasilkan oleh interaksi partikel yang berbeda.

Hanya ada sekitar 0,07 persen kemungkinan bahwa preferensi kejelasan arah top quark adalah sebuah kebetulan, kata Amidei. Meskipun persentase masih belum memenuhi ambang batas bagi fisikawan mempertimbangkan bukti, eksperimen lain di Tevatron yaitu DZero, baru-baru ini menemukan petunjuk asimetri yang sama dengan menggunakan data dan teknik yang berbeda.

Dengan asumsi bahwa efek adalah nyata, preferensi arah menunjukkan adanya partikel dasar baru, bukan seperti yang diprediksi oleh model standar. Partikel ini bisa menjadi utusan tipe baru kekuatan yang berinteraksi dengan top quark (bersama dengan antipartikel mereka) sedemikian rupa menyebabkan asimetri.

Para peneliti benar-benar beramai-ramai berbicara tentang kemungkinan bahwa usulan partikel bisa dihandel di LHC. Jika asimetri muncul dari beberapa jenis partikel baru, LHC dapat menghasilkan partikel ini secara langsung mungkin pada akhir 2011, kata Markus Schulze, fisikawan dari Johns Hopkins University.

Mencari partikel seperti ini "menjadi sinyal indah dan halus fisika di luar model standar," kata Schulze.

Moira Gresham, teoritikus dari University of Michigan mengatakan banyak penjelasan untuk asimetri Tevatron memprediksi partikel baru yang bisa dilihat di LHC, meskipun sekarang berjalan pada hanya setengah energi maksimum. Di antara partikel yang mungkin adalah saudara sepupu bermassa berat gluon, partikel yang mengikat quark bersama-sama.

Hipotesis lain mengatakan keberadaan partikel yang disebut Z' boson, versi lebih berat boson Z yaitu partikel utusan untuk interaksi lemah. Boson Z akan mengubah ke satu jenis quark lain yang mengarah ke asimetri.

"Fisikawan partikel tahu bahwa model standar tidak lengkap. Kami sudah menunggu waktu lama untuk mendapatkan beberapa petunjuk yang lebih konkret," kata Gresham.

Memang LHC mungkin menemukan partikel baru untuk menjelaskan asimetri pada tahun ini, kata Aleandro Nisati, fisinuklirian dari Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Roma, juga anggota eksperimen di LHC.

"Jika mesin melakukan berharap," kata Nisati.
  1. CDF collaboration. CDF note 10436. Measurement of the Forward Backward Asymmetry in Top Pair Production in the Dilepton Decay Channel using 5.1 fb-1 Posted March 10, 2011. Download Laporan CDF
  2. The CDF Collaboration: T. Aaltonen, et al. Evidence for a Mass Dependent Forward-Backward Asymmetry in Top Quark Pair Production. arXiv, (Submitted on 30 Dec 2010), http://arxiv.org/abs/1101.0034
  3. Moira I. Gresham, Ian-Woo Kim, Kathryn M. Zurek. On Models of New Physics for the Tevatron Top A_FB. arXiv, (Submitted on 17 Mar 2011), http://arxiv.org/abs/1103.3501v1
  4. J. A. Aguilar-Saavedra, M. Perez-Victoria. Probing the Tevatron t tbar asymmetry at LHC. arXiv, (last revised 28 Mar 2011), http://arxiv.org/abs/1103.2765
  5. Nathaniel Craig, Can Kilic, Matthew J. Strassler. LHC Charge Asymmetry as Constraint on Models for the Tevatron Top Anomaly. arXiv, (Submitted on 10 Mar 2011), http://arxiv.org/abs/1103.2127
  6. Yang Bai, JoAnne L. Hewett, Jared Kaplan, Thomas G. Rizzo. LHC Predictions from a Tevatron Anomaly in the Top Quark Forward-Backward Asymmetry. arXiv, (Submitted on 27 Jan 2011), http://arxiv.org/abs/1101.5203
  7. Matthew R. Buckley, Dan Hooper, Joachim Kopp, Ethan Neil. Light Z' Bosons at the Tevatron. arXiv, (last revised 1 Apr 2011), http://arxiv.org/abs/1103.6035
  8. JoAnne L. Hewett, Jessie Shelton, Michael Spannowsky, Tim M.P. Tait, Michihisa Takeuchi. $A^t_{FB}$ Meets LHC. arXiv, (Submitted on 23 Mar 2011), http://arxiv.org/abs/1103.4618

Dante Amidei http://www.lsa.umich.edu/physics
Markus Schulze http://physics-astronomy.jhu.edu/
Moira Gresham http://www.lsa.umich.edu/physics
Aleandro Nisati http://www.roma1.infn.it/exp/atlas/members/index.html
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment