Tevatron Team Clash Over New Physics


Av Eugenie Samuel Reich of Nature magazine Forskningsgrupper ved Tevatron, proton-antiproton-kollideren ved Fermilab i Batavia, Illinois, har kommet sterkt forskjellige konklusjoner om en mulig observasjon av nye partikler enn det som forventes under standardmodellen for partikkelfysikk. I april rapporterte forskere på Collider Detector at Fermilab (CDF) eksperimentet foreløpige bevis på at partikler som ikke var spådd av standardmodellen hadde oppstått i kollisjoner som produserte en W boson - en partikkel av den svake atomkraft - og stråler av andre partikler . I ma

Av Eugenie Samuel Reich of Nature magazine

Forskningsgrupper ved Tevatron, proton-antiproton-kollideren ved Fermilab i Batavia, Illinois, har kommet sterkt forskjellige konklusjoner om en mulig observasjon av nye partikler enn det som forventes under standardmodellen for partikkelfysikk.

I april rapporterte forskere på Collider Detector at Fermilab (CDF) eksperimentet foreløpige bevis på at partikler som ikke var spådd av standardmodellen hadde oppstått i kollisjoner som produserte en W boson - en partikkel av den svake atomkraft - og stråler av andre partikler . I mai lanserte de data som styrker saken for romanen partikler, og teoretikere har sendt minst et dusin artikler til den elektroniske preprint-serveren, og prøver å forklare dem.

Men i dag annonserte forskere på det uavhengige D0-eksperimentet, også hos Fermilab, at deres data ikke bekrefter signalet. "Resultatet er ikke bra for CDF. Vi bekrefter ikke signalet. Vi ser ingenting, " sier Dmitri Denisov, talsmann for D0, som ga ut resultatene sine i dag.

Sammenligninger som trengs

Uenighet mellom CDF og D0 er sjelden. Denisov anslår at av de omtrent 500 papirene produsert av de to forsøkene i løpet av det siste tiåret, har det vært bare to eller tre signifikante uenigheter. Som talsmann for D0 er han selvsikkerere i resultatet, og han mistenker at noe kan være feil med måten CDF modellerte bakgrunnshendelser som signalet hans ble hentet fra.

Men Rob Roser, en talsmann for CDF, sier samarbeidet brukte state-of-the-art teknikker for deres analyse og holdt en grundig gjennomgang, som han tror D0 gjorde også. Det neste skrittet vil være for de to lagene å sitte sammen for å sammenligne hverandres analyser, plotte etter tomt, sier han. "Dette er et vanskelig problem, og det vil ta en stund å tømme ut, " legger han til.

Selv om Tevatron skyldes å stenge i september, fortsetter dataanalysen, og Denisov sier at det allerede skal være nok data for å løse konflikten ved å sammenligne analysene.

Anomalien sett av CDF var et overskudd i antall hendelser der proton-antiprotonkollisjoner produserte en W boson og to stråler av andre partikler. Overskuddet, tydelig som en uventet støt i jets energispektrum (blå bump i graf) pekte på produksjonen av nye partikler, ikke forutsatt av standardmodellen, som decayed for å produsere ekstra stråler. Den statistiske signifikansen av overskuddet er ca. 4, 1 sigma, bare kort av de 5 sigmaene som trengs for å kreve en oppdagelse. D0s spektrum i samme energisortiment viser ingen støt, sier Denisov, som tilsvarer et 4.3 sigma negativt resultat.

Team på Large Hadron Collider på CERN, Europas partikkelfysikklaboratorium i nærheten av Genève, Sveits, har også sjekket dataene sine, og har hittil ikke klart å se noe som støtter CDFs observasjon. Men Guido Tonelli, talsmannen for CERNs Compact Muon Solenoid (CMS) -eksperiment, advarer om at mengden data som samles inn av LHC, fremdeles er for liten til at en endelig setning skal gjøres. "Vi vil være sikre på at vi får betydning, " sier han. Han forventer at CMS skal ha nok data til å teste CDF-observasjonen innen utgangen av juni, og det vil rapportere resultatene på European Physical Societys konferanse om høyenergifysikk i Grenoble, Frankrike, i slutten av juli.

Teoretisk spekulasjon

I mellomtiden er konflikten mellom CDF og D0 sannsynlig å skape hodepine for teoretikere, sier Pran Nath, en teoretisk partikkelfysiker ved Northeastern University i Boston, Massachusetts, som har foreslått en utvidelse av standardmodellen for å forklare CDF-resultatet. "Hvis eksperimenter er tvetydige, kan vi ikke stole på dem, " sier han. Nath legger til at hvis CDF-resultatet viser seg å være feil, blir han skuffet. "Du kan si at wild goose chase er den riktige måten å sette den på."

Scott Thomas, en teoretisk partikkelfysiker ved Rutgers University i Piscataway, New Jersey, sier at han vil se nærmere på D0-resultatet. Han har allerede sett på CDFs analyse og trodde at laget gjorde en forsiktig jobb. "Det er en veldig vanskelig måling, men det virket som om de gjorde alt de kunne, " sier han.

Han legger til at selv om CDF-resultatene viser seg å være feil, har det teoretiske arbeidet som er gjort for å forsøke å forklare det, fremhevet flere nye måter at fysikk utover standardmodellen kan testes i collider data, som kan komme til nytte ved LHC. "Det har fortsatt vært verdt, " sier han.

Denisov mener for sin del at det er på tide å legge teoretiske spekulasjoner på vent og å la eksperimentene utarbeide sine forskjeller. "Det er urimelig å snakke om ny fysikk nå, " sier han. "Det er tilbake til tegnebrettet."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra bladet Nature . Artikkelen ble først publisert 10. juni 2011.

Siste nytt

AntennestasjonEr virusene levende?Å øke Volt-Age: Er Obamas mål om 1 million elektriske kjøretøy på US Highway i 2015 Realistisk?Arktisk rapportkort: Sviktende å stoppe oppvarmingAmerikanske Brødkurv Skift Takket være KlimaendringGode ​​nyheter etter Gulf spill: Turtle redningsplan lykkesBrukte batterier kan hjelpe California Store fornybar energiKlimaendring tilbyr grim langvarig prognose for sjømat