Nye målinger vækker opsigt: Skal fysikkens love skrives om?

De fleste har hørt om en elektron, men den velkendte elementarpartikel har en mindre berømt storebror, der hedder en myon.

De to partikler ligner hinanden til forveksling – kun deres masse skiller dem. Alligevel viser nye eksperimenter fra det europæisk forskningscenter CERN, at elektronen og myonen tilsyneladende opfører sig forskelligt – også når man tager deres forskellige masser i betragtning. Det skriver Videnskab.dk.

Ifølge fysikernes bedste teori for elementarpartikler, standardmodellen, skulle elektronen og myonen spille samme rolle, når sammensatte partikler kaldet B-mesoner henfalder. Ved henfaldet skulle der med lige stor sandsynlighed dukke en elektron og en myon op.

Men det er ikke tilfældet i de analyserede målinger, fremgår det af en pressemeddelelse fra CERN. For hver 10 elektroner, der dukker op, måler fysikerne kun 7 myoner.

Læs også: Forskere aflyser CERN-sensation: Ny partikel flopper

En ny fysik?

Der er to mulige forklaringer. Enten er der tale om en statistisk tilfældighed, eller også er der en ny og hidtil uopdaget partikel på spil, der blander sig i henfaldet og påvirker udfaldet. Altså helt ny fysik, der kræver en teori ud over standardmodellen.

Fysikerne indrømmer, at de ikke er sikre på, at de nye data viser vejen mod ny fysik. Hvad der alligevel gør nyheden værd at skrive om, er de tidligere resultater i samme boldgade. Det er nemlig ikke første gang, at B-mesonerne opfører sig uventet.

»I de seneste år har eksperimenter med B-mesoner konsekvent vist afvigelser fra standardmodellen. De enkelte målinger hver for sig er ikke overbevisende, men hvis man kigger på resultaterne af det nye eksperiment sammen med resultatet af tidligere eksperimenter, får man en afvigelse på cirka fire sigma. Og det er endda konservativt sat,« siger professor Francesco Sannino, der arbejder på CERN og er leder af forskningscenteret CP3-Origins ved Syddansk Universitet.

Fire sigma betyder, at der kun er 0,006 procents sandsynlighed for, at afvigelsen fra standardmodellen blot er en statistisk tilfældighed. Det er stadig ikke nok til, at fysikerne tør postulere en ny partikel, for så skal de op på over 5 sigma, lig med en sandsynlighed på 99,9999998 procent for, at den er god nok. 100 procents sikkerhed når man aldrig.

Læs også: Efter Higgs: Jagten på ny fysik

Resultatet er blevet hypet

Én forskergruppe har regnet sig frem til, at den ’magiske’ sigma 5-grænse faktisk er nået, når alle resultaterne lægges sammen. Ifølge dem er det altså så godt som sikkert, at eksperimenterne tilsammen viser, at standardmodellen ikke rækker til at beskrive virkeligheden. Der skal ny fysik til, fremgår det af en pressemeddelelse fra Barcelona Institute of Science and Technology.

Christian Bierlich, der er teoretisk partikelfysiker på Lund Universitet i Sverige, maner dog til besindighed:

»Jeg synes, resultatet er blevet hypet til et niveau, det ikke kan bære. I pressemeddelelsen fra CERN skriver de jo næsten, at de har fundet ny fysik. Det er at stramme den.«

Læs også: Stoffets hemmelighed skal afsløres i Odense

»Jeg ville gerne se et enkeltstående resultat, der siger ’her er der ny fysik’. Jeg håber da meget på, at den er god nok, men jeg er jo nok til den konservative side. Jeg håber på et ’smoking gun’-signal. Og der kommer jo heldigvis flere resultater. De bliver spændende at se,« fortsætter Christian Bierlich.

Francesco Sannino er ikke enig med Christian Bierlich i, at CERN smører for tykt på i pressemeddelelsen – nærmere tværtimod. Han er dog helt enig i, at der er brug for flere data.

»Det kan godt være, dette viser sig blot at være en statistisk tilfældighed, men jeg er ret begejstret for det nye resultat. Vi har vist, at man kan stole på resultaterne af eksperimenterne, men nu må vi vente og se, om anomalien forsvinder igen med flere data, eller om den går over fem sigma, så vi kan proklamere en ny partikel.«

Læs hele artiklen på Videnskab.dk.