CMS-detektoren ved LHC, som står for de nye partikkelfunnene. Stigen til høyre i bildet gir et godt bilde av størrelsesforholdet. (Foto: CERN)
CMS-detektoren ved LHC, som står for de nye partikkelfunnene. Stigen til høyre i bildet gir et godt bilde av størrelsesforholdet. (Foto: CERN)

Nye partikler oppdaget

To nye baryoner har blitt oppdaget ved CERN, men begge partiklene passer inn i standarmodellen.

Selv om partikkelakseleratoren Large Hadron Collider (LHC) ved CERN har ligget i dvale siden 2013, blir data fra eksperimentene fortsatt analysert av forskere.

Nå har to nye partikler har blitt oppdaget og beskrevet gjennom LHCb-eksperimentet på CERN. De nyoppdagede partiklene det er snakk om kalles Xi_b’- og Xi_b*- , og hører til i baryon-familien. 

Baryoner kjennetegnes ved at de er bygget opp av tre kvarker, en av de minste elementærpartiklene vi vet om. Mye av materien i universet som vi kan se er bygget opp av mer kjente og stabile baryoner som protoner og nøytroner.

Simulert datamodell av partikkelkollisjon som lager blant annet Higgs-boson eller de nyoppdagede baryonene. (Foto: (Bilde: Lucas Taylor, CERN))
Simulert datamodell av partikkelkollisjon som lager blant annet Higgs-boson eller de nyoppdagede baryonene. (Foto: (Bilde: Lucas Taylor, CERN))

Ingen revolusjon

– Selv om de er nyoppdagete er ikke disse to nye og ukjente partikler, og de har blitt forutsagt av Standardmodellen, sier Jan Olav Eeg, teoretisk fysiker og Professor emeritus på Fysisk institutt ved Universitet i Oslo.

Standardmodellen er den teoretiske modellen som beskriver dynamikken og forholdene mellom de aller minste subatomære partiklene vi vet om. En viktig bit i standardmodellen falt på plass i 2013, da CERN-forskerne bekreftet funnet av Higgs-bosonet.

Higgs-bosonet måtte også eksistere hvis Standardmodellen skulle gå opp, det tok bare lang tid før partikkelen ble funnet.

Fysikere har også lenge visst om disse nyoppdagede baryonene, men de har så langt vært vanskelige å påvise i eksperimenter. Partiklene blir skapt ved at to protoner kolliderer inn i hverandre i høy hastighet inne i partikkelakseleratoren.

Forskerne kan så undersøke hva som skjedde i partikkelkrasjen, og se hva slags partikler som dannet seg i et ørlite brøkdelssekund etter kollisjonen.

– Partikler som de nyoppdagede baryonene skapes og blir borte igjen nesten med en gang, sier Eeg.

Bedre eksperimentelle metoder og detektorer ved partikkelakseleratorene gjør at man nå kan oppdage disse flyktige og tunge partiklene.

Baryonene Xi_b’- og Xi_b*- er begge dannet av en bunn-kvark, en sær-kvark og en ned-kvark. Begge partiklene er svært tunge (til partikler å være), og veier drøyt seks ganger mer enn et proton. Xi_b*- er litt tyngre, på grunn av forskjellige egenskaper ved kvarkene.

LHC-tunnelen løper 27 kilometer under jorden og krysser tre landegrenser. LHC står for Large Hadron Collider. Large, fordi det er verdens største partikkelakselerator; Hadron, fordi den akselererer protoner og ioner, som begge er hadroner; Collider, fordi partiklene blir ledet rundt i to motsattrettede stråler, slik at de kan kollidere. (Foto: Kristian Secher)
LHC-tunnelen løper 27 kilometer under jorden og krysser tre landegrenser. LHC står for Large Hadron Collider. Large, fordi det er verdens største partikkelakselerator; Hadron, fordi den akselererer protoner og ioner, som begge er hadroner; Collider, fordi partiklene blir ledet rundt i to motsattrettede stråler, slik at de kan kollidere. (Foto: Kristian Secher)

Ny fysikk

– Selv om kanskje dette funnet ikke er så spennende, er det fortsatt viktig å få bekreftet at standardmodellen stemmer, sier Eeg.

I 2015 skal LHC starte opp igjen, og ta opp jakten på det som kalles ny fysikk, fysiske fenomener som ligger utenfor standardmodellen.

Jakten på mørk materie, supersymmetri eller brutt symmetri mellom materie og anti-materie er alle områder som kan utvides når protonene begynner å spinne i LHC igjen.

Referanse:

LHCb-smarbeidet: Observation of two new Ξ−b baryon resonances. Forhåndspublisert fra Physical Review Letters

CERN - LHCb observes two new baryon particles

Powered by Labrador CMS