Pred dvomi mesiacmi ste povedali, že by ste boli radi, ak by na CDF čosi objavili.
„Všetci očakávame nejakú novú fyziku, pretože Štandardný model, ktorý dominuje v súčasnej časticovej fyzike, má svoje ohraničenia. A tie nás neuspokojujú.
To, čo CDF experiment videl niekedy v apríli na vzorke 4,3 inverzného femtobarnu v produkcii W bozónov a jetov, bolo veľmi zaujímavé. Bol to istý nadbytok udalostí, ktoré naznačovali, že by mohla existovať „nová“ častica s hmotnosťou asi 150 GeV, ktorej rozpad vedie k dvom jetom s veľkými priečnymi hybnosťami.
To bolo veľmi zaujímavé, pretože efekt je v oblasti hmotnosti, kde by sme očakávali Higgsov bozón.
No ukazuje sa, že Higgs to byť nemôže - ani Štandardného modelu, ani Supersymetrie. Hoci v niektorých modeloch sú isté možnosti, ako zvýšiť produkciu Higgsových bozónov tým, že sa zvýši ich väzba na takzvané ľahké kvarky.
Ale postupne sa ukázalo, že ani to možné nie je, preto ľudia čakali, ako sa bude situácia vyvíjať ďalej a čo nám povie analýza na väčšej štatistike. CDF dodala ďalšie tri inverzné femtobarny, to znamená, že takmer dvakrát zvýšila štatistiku zo 4,3 na 7,3. A aj v týchto nových dátach bolo vidieť exces.
Dôveryhodnosť toho efektu je teraz 4,2-sigma.“
To znamená čo?
„Keby to bolo 5-sigma, bolo by možné ohlásiť objav. 4,2-sigma znamená, že to môže byť jav čisto náhodný - fluktuácia, ale je v pomere 1 ku 20-tisíc. Takže keby sme mali 20-tisíc experimentov CDF, tak v jednom z nich by sa takáto vec mohla stať čisto v dôsledku náhodnej fluktuácie."
Je teda veľmi nepravdepodobné, že ide o chybu?
„Aj keď podáte lotto, môžete vyhrať prvú cenu. Ale tiež je to veľmi málo pravdepodobné. Tak aj teraz je čistá fluktuácia veľmi málo pravdepodobná.
Ale je tu možnosť, že nejaká fluktuácia sa kombinuje so systematickým efektom detektora, ktorý dosť dobre nechápeme. Preto analýza beží ďalej. Veľmi dôležité však je, aby experiment D0, čo je sesterský experiment k CDF, dal svoju odpoveď.
Štatistika však je dostatočne veľká aj na experimentoch v CERN-e ATLAS a CMS, ktoré môžu tiež niečo povedať. V LHC však máme zrážky protón-protón a v Tevatrone protón-antiprotón. Ak by to bola veľmi špecifická fyzika viazaná práve na túto skutočnosť, tak je možné, že experimenty v CERN-e by tento jav nemuseli vidieť, no bolo by to čosi veľmi neštandardné."
Hovorí sa, že detektory ATLAS a CMS nič podobné nevideli. Znamenalo by to čo?
„Znamenalo by to, že by výsledok CDF spochybnili. Hoci práve v prípade CDF experimentu ide o iný typ zrážok. V rámci štandardných teórii by to však znamenalo popretie tohto javu."
Ak by D0 potvrdil objav častice, čo by ňou bolo?
„Bola by to úplne nová fyzika. Špekulácie sú rôzne, o určitých „ťažkých“ W-bozónoch - jedná sa o takzvane W-prime a Z-prime bozóny, ktoré sú leptofobické.
Pretože W-prime a Z-prime sa hľadali a sú na ne limity v oblasti 900 GeV, takže nemôže sa jednať o ťažké W-bozóny, ktoré rozšírenia Štandardného modelu predpokladajú.
No sú iné teórie, ktoré hovoria, že z nejakých dôvodoch sa tieto doplnkové W-bozóny nechcú rozpadať na leptóny, len na kvarky. A sú aj ďalšie špekulácie, ale treba si počkať, čo povie D0. A čo experimenty v CERN-e."
Vy ste sa podieľali na vyhodnocovaní výsledkov CDF?
„Áno, ale ja som pracoval v oblasti top-kvarkovej fyziky a toto je trošku iná fyzika - fyzika W-bozónu a jetov. Ale sledujem aj túto oblasť."
Práve v top-kvarkovej fyzike to však vyzerá, že štandardný model na vysvetlenia nestačí.
„V top-kvarkovej fyzike vidíme isté asymetrie, takzvanú predo-zadná asymetriu, ktorá prekračuje rámec štandardného modelu. Ale nie je to dokonca ani 3-sigma a tak si treba znovu počkať.
Sú to veľmi komplikované merania a odlíšiť pozaďové procesy od signálneho procesu je veľmi ťažké. V každom prípade všetci čakáme na fyziku za Štandardný modelom, pretože Štandardný model nás v mnohom neuspokojuje - napríklad nevie dobre vysvetliť tmavú hmotu alebo baryónovú asymetriu vesmíru, teda prečo všetky častice nepreanihilovali a prečo máme okolo seba materiálny vesmír, ktorý vznikol vďaka tomu, že v pôvodne symetrickom vesmíre došlo k maličkej asymetrii medzi časticami a antičasticami."
Čo by sa stalo, keby CDF sa dostalo na 5-sigma, no žiaden iný experiment by to nedokázal potvrdiť?
„CDF bude mať k dispozícii ešte ďalšie tri inverzné femtobarny. Takže ak by ten jav videli aj vo zvyšnej štatistike, je možné, že sa prehupneme cez 5-sigma.
Keď sa urobí analýza a neuvidíme tam žiadne doplnkové efekty, tak 5-sigma nás oprávňuje povedať, že je to objav. Ak by ho ale nik iný nevidel, ani by ho nereprodukoval pri vyššej štatistike, bola by to nejaká chyba, nejaká systematika, ktorú v CDF nechápeme. Musela by sa hľadať a bolo by ju treba vysvetliť."
Tevatron v septembri vypnú. Nie je to škoda?
„Myslím si, že áno. Pretože experimenty na Tevatrone sú založené na zrážaní protónov a antiprotónov. A v istom zmysle sú sčasti komplementárne experimentom v CERN-e, stále je tam množstvo procesov, ktoré by experimenty na Tevatrone mohli bližšie preskúmať a naznačiť cestu k novým objavom.
Bohužiaľ sú Američania pragmatickí, keďže Higgsov bozón či supersymetrické častice sa dajú objaviť aj na LHC a experimenty v CERN majú v tomto smere podstatne väčšie šance, rozhodli sa Tevatron ďalej nefinancovať.
Lenže okrem spomínaného je tu množstvo ďalšej fyziky, ktorá by sa dala robiť, len to je akosi nezaujímavé pre tých, čo rozhodujú o financovaní vedy v USA."
