Odottamaton havainto CMS-kokeella

CMS-koe julkisti tänään tiistaina 21.9. uuden tieteellisen havaintonsa, joka viittaa uusiin ilmiöihin protoni-protoni-törmäyksissä. CERN järjesti aiheesta tiistai-iltana seminaarin, jota seurattiin Helsingissäkin webcast-lähetyksen avulla. Havainnosta julkistettiin myös lehdistötiedote.

Havainnoissa on lyhyesti kyse siitä, että 7 TeV:n energialla tuotetussa protoni-protoni-törmäytyksessä saattaa syntyä useita kymmeniä tai jopa satoja varattuja hiukkasia, ja näiden hiukkasten suuntajakaumassa on nyt havaittu odottamattomia piirteitä. Suuntajakauma kertoo törmäyspisteessä ja sen välittömässä läheisyydessä tapahtuvista ilmiöistä, ja heijastaa siten hiukkasten välisten perusvuorovaikutusten ominaisuuksia. CMS-koe on tämän havainnon myötä siirtynyt jo tunnettujen ilmiöiden kartoittamisesta uusien löydösten tekemiseen.

Kuva: 7 TeV:n protoni-protoni-törmäytyksissä saattaa joskus syntyä runsaasti varauksellisia hiukkasia, tässä kuvassa yli 100 kappaletta

Samankaltaisia piirteitä on aikaisemmin havaittu yhdysvaltalaisella RHIC-raskasionitörmäyttimellä, jossa ilmiön on tulkittu johtuvan kuuman ja tiheän aineen olomuodon muodostumisesta. Protonitörmäytyksissä ilmiötä ei ole aiemmin havaittu, ja sen alkuperälle on vielä tässä vaiheessa useita mahdollisia selityksiä.

LHC-törmäytin jatkaa protonien törmäyttämistä vielä lokakuun loppuun, ja sen jälkeen aloittaa raskasionitörmäytysten tuottamisen. On mielenkiintoista odottaa, vahvistavatko muut koeasemat (esim. ALICE ja ATLAS) lähiviikkoina CMS:n havainnon.

CMS on toinen LHC:lle rakennetuista suurista koeasemista, jolla voidaan laaja-alaisesti etsiä uusia fysiikan lmiöitä. Se on suunniteltu havaitsemaan erilaisia hiukkasia ja ilmiöitä LHC:lla aikaansaaduissa protoni-protoni- ja raskasionitörmäyksissä. Näin haetaan vastauksia kysymyksiin: ”Mistä maailmankaikkeus koostuu ja minkälaiset voimat vaikuttavat sen sisällä?” ja “ Mikä aiheuttaa aineen massan?”. Nyt tehdyt havainnot osoittavat, että CMS on valmis havaitsemaan uusia ilmiöitä, tarkistamaan havaintonsa huolellisesti ja raportoimaan niistä tieteellisissä julkaisuissa.

Linkki 1: CMS:n tiedotussivu sekä tiedotteen suomennos.

Linkki 2: julkaistu artikkeli Observation of Long-Range Near-Side Angular Correlations in Hadronic Interactions