I likhet med CERN utenfor Génève, sender forskerne ved det amerikanske atomfysikksenteret Fermilab partikkelstråler mot hverandre i en stor, sirkulær akselerator.

Så undersøker de hva som skjer når partiklene kolliderer.

Det de nå har funnet, er en type restpartikler fra kollisjonene, som oppfører seg på en bestemt måte.

Nettopp dette litt uvanlige signalet, er hva forskerne mistenker for å være et spor av en hittil ukjent partikkel.

Les hva forskning.no skrev om det mulige nye oppdagelsen i går.

- Hvis det er en ny partikkel, blir den eventuelt den nest tyngste partikkelen i fysikkens standardmodell, etter toppkvarken som Fermilab oppdaget i 1995, sier partikkelfysiker Bjørn H. Samset ved Cicero.

Men ingenting er sikkert før forskere ved Fermilab eller CERN kan gjenskape og bekrefte funnet.

- Jeg vil tippe at forskningen ved Atlasdetektoren på CERN kommer til å gå for fullt framover for å gjøre den analysen, sier Samset.

Norsk forsker ved CERN

Atlas er én av fire detektorer langs akseleratoren Large Hadron Collider (LHC), og overvåker og registrerer partikkelkollisjonene. Her jobber Heidi Sandaker, som er forsker ved Universitetet i Bergen, og som også forsker ved CERN.

Det er to måter å finne ut av om dette virkelig er en ny partikkel, eller noe annet, ifølge henne.

 - Det ene er å si “ok, vi trenger mer data for å kunne si at det er signifikant”. Det er nok det Fermilab vil gjøre nå; undersøke et større datasett og se om de finner flere kollisjoner med samme signal, sier hun.

- Den andre måten er at LHC klarer å finne samme resultat. Det ville bekrefte funnet, og utelukke at det var innvirkninger fra instrumentene som ga det uvanlige signalet, sier Sandaker.

Fra penn og papir til datamaskiner

Når partiklene kolliderer med høy energi, omdannes de til en skur av nye partikler. De som overlever kollisjonen, fyker gjennom Atlas-detektoren, som registrer signalene fra disse partiklene.

- Vi kan rekonstruere hva som har skjedd i sentrum av kollisjonen, ved å se på for eksempel disse partiklenes energi og bane, sier den norske CERN-forskeren.

- Hvordan finner dere eventuelt fram til dette bestemte signalet i den store mengden data dere har?

- Før tok man bilder av kollisjoner, så på partiklenes baner, og regnet med penn og papir. Nå tas alt hånd om av datasystemer, sier hun.

Skanner gjennom store datamengder

Fremdeles kan forskerne hente ut visualiserte bilder som gir et inntrykk av kollisjonen og hva som har skjedd.

- Det er for så vidt ikke noe annet de nye programmene gjør, men de kan gjøre utregningene fortere, og mer avansert, sier Sandaker.

Men først må forskerne sette seg ved datamaskinene sine og definere for sine elektroniske hjelpere hva de ønsker at de skal lete etter i det enorme datamateriale fra registrerte partikkelkollisjoner.

- Vi programmerer en rutine som sier at analysen vi ønsker, skal gjøres av bestemte data, og skanne seg fram til det signalet vi ønsker å se etter. Da får vi tilbake en masse grafer med resultater vi kan studere videre, sier hun. 

Dempede forhåpninger

Sandaker tror dette blir et spennende arbeid framover, og bekrefter at det mystiske funnet ved amerikanske Fermilab er et samtaleemne blant forskerne på CERN. Men håpet om at det dreier seg om noe stort og viktig, er dempet av forbehold.

- Det er jo ikke første gang slikt skjer, for mulige spennende signaler dukker opp hele tiden, og det en del av jobben vår å finne ut om det er noe i dem eller ikke.

- Men dette signalet er veldig spennende, så man kan jo håpe at det blir bekreftet som statistisk signifikant, og at man dermed kan prøve å finne ut hva som skjuler seg bak det, sier hun.

Spekulasjoner?

Et banebrytende funn av en ny partikkel vil være en verdig avslutning for Fermilabs partikkelakselerator, Tevatron, der de uvanlige kollisjonsrestene ble registrert.

Tevatron skal nemlig pensjoneres i år, etter lang og tro partikkelknusetjeneste siden åpningen i 1985.

Sandaker tror imidlertid at de fleste forskere vil avvente nye svar før de går ut med bastante teorier om hva som nå er funnet.

- Nå vil folk først arbeide med å etablere signalet, og studere hvilke egenskaper det har, for så å kunne finne en teoretisk modell som forklarer hva partikkelen er, og hvorfor den finnes, sier hun.

Bjørn H. Samset tror på sin side at det vil bli en del spekulasjoner framover om hva funnene viser.

- Mange kommer nok til å si “dette bekrefter min teori”, sier han til forskning.no

Les den vitenskapelige artikkelen om funnene ved Fermilab.

–

(Foto forsidebilde: CERN)