Tű a fizikaelméletek szénakazlában

Meddig lehet érvényes egy átfogó elmélet, amellyel eddig sikeresen leírtuk az elemi részecskék világát?

Számít-e valamit az a tény, hogy tízbillió részecskefizikai esemény között kétszer vagy háromszor fordul elő egy bizonyosfajta átalakulás? A hétköznapokban teljesen érdektelen ez a kérdés, annál inkább foglalkoztatja a fizikusokat. Ezen a kis eltérésen - tízbillióból kettő vagy három - múlhat, hogy érvényes-e még az az átfogó elmélet, amellyel eddig sikeresen leírtuk az elemi részecskék világát.

Az amerikai Brookhaven nemzeti laboratórium kutatói közölték, hogy a korábban észlelt kettő után harmadik alkalommal is megfigyelték a kaon egy nagyon ritka bomlását. Brookhavenben működik a világ legnagyobb intenzitással protonokat szolgáltató részecskegyorsítója. A nagyenergiájú részecskék ütközése során különböző részecskék sokasága keletkezik, nagyrészük rövid idő alatt elbomlik, átalakul. A kísérleti berendezések rögzítik ezeket a folyamatokat, ezután indul meg az adatok feldolgozása, az elemzés. Az irdatlan mennyiségű információból először azokat az eseményeket válogatták ki, amelyekben pozitív töltésű kaon - összesen tízbillió - részecske keletkezett.

Utána ezek között olyan eseményeket kezdtek keresni, amelyben a kaon egy pionra, neutrínóra és antineutrínóra bomlik. (Ezekből jelenleg hármat ismernek a kutatók.) A kísérletből tehát kiszámítható, hogy a kaonok milyen arányban bomlanak ily módon, és milyen hányadban mennek keresztül másfajta átalakuláson. Ezeket az arányokat a sikeres elméletből, az ún. standard modellből is ki lehet számítani, és a két eredmény eltér egymástól. Ha elfogadjuk a kísérleti tényeket, akkor az elméletben van a hiba.

A helyzet azonban még nem egyértelmű, a kísérleti és az elméleti eredmény eltérése ugyan jelentős, de az eltérés nem elég nagy ahhoz, hogy teljesen biztos kijelentést tehessünk. Tovább kell tehát gyűjteni a kísérleti adatokat, újabb tűket kellene találni a szénakazalban.

Jéki László