Bilim dünyası, bazen amaçlanmayan deneylerin bile büyük keşiflere kapı araladığını bir kez daha gördü. Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) yürütülen LHCb deneyi sırasında, Σ⁺ (sigma artı) adlı kararsız bir baryonun yalnızca her 100 milyon bozunumdan birinde gerçekleşen son derece nadir bir tepkimesi gözlemlendi. Proton, müon ve antimüon olmak üzere üç parçacık üreten bu bozunum, bugüne kadar kayda geçen en nadir baryon bozunumu olarak tarihe geçti.
BARYONLAR VE BOZUNMALAR: STANDART MODELİN DERİNLİKLERİNDE
Baryonlar, üç kuarktan oluşan ve proton ile nötron gibi atom çekirdeğini oluşturan parçacıklardır. Ancak daha az bilinen ve kararsız kuark türlerinden oluşan baryonlar da vardır. Bu parçacıklar zamanla bozunarak farklı parçacıklara dönüşür. Yeni keşfedilen bozunum, Σ⁺ parçacığının bir proton, bir müon ve bir antimüona dönüşmesiyle gerçekleşiyor – bu süreç, her 100 milyon Σ⁺ üretiminden sadece birinde oluyor.
LHCB NE ARAŞTIRIYORDU NE BULDU?
LHCb, evrende maddenin antimaddeden neden daha baskın olduğunu araştırmak amacıyla kurulmuştu. Ancak Σ⁺ parçacığının, diğer birçok kararsız parçacığa göre birkaç metre daha uzun “yaşaması”, bu nadir olayı tespit etmeye olanak sağladı. 100 trilyon Σ⁺ üretimi arasında yalnızca 237 bozunum bu şekilde gerçekleşti ve kayıt altına alındı.
BİR ZAMANLARIN YENİ FİZİK UMUDU: ŞİMDİ STANDART MODELLE UYUMLU
Söz konusu bozunum ilk olarak Fermilab’da gözlemlenmiş ve araştırmacılar, bu sürecin araya giren bilinmeyen bir parçacıkla gerçekleştiğini sanmıştı. Ancak LHCb verileri, bozunumun doğrudan üç parçacıkla gerçekleştiğini ve “standart model” ile tamamen uyumlu olduğunu gösterdi. Bu durum, yeni fizik teorileri arayanlar için biraz hayal kırıklığı yaratmış olsa da sürecin detaylarını anlamak açısından büyük önem taşıyor.
