| Indeks
|
|
|
| Źródło
|
|
|
|
Leon Lederman,
Dick Teresi
BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?
Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Poszukiwania kwarka t |
|
|
| Poszukiwania kwarka t
|
|
|
| roku 1990 przeprowadzono równolegle dwa eksperymenty: w akceleratorze w CERN i w CDF w Fermilabie. CDF dysponował trzykrotnie większą energią (1,8 TeV) niż CERN (620 GeV). Poprawiając nieco system chłodzenia miedzianych uzwojeń, CERN zdołał podnieść energię wiązek z 270 do 310 GeV. W ten sposób, aby nie wypaść z konkurencji, osiągnięto absolutny kres możliwości. Ale trzykrotnie niższa energia i tak boli. Na korzyść CERN przemawiało jednak dziewięcioletnie doświadczenie, dysponowanie odpowiednimi programami komputerowymi i znajomość sposobów analizy danych. Ponadto w CERN, wykorzystując pewne pomysły z Fermilabu, poprawiono źródło antyprotonów, dzięki czemu osiągano tam nieco większą częstość zderzeń niż u nas, w CDF. Na przełomie lat 1989–1990 detektor UA-1 przeszedł na zasłużony odpoczynek. Rubbia był dyrektorem naczelnym CERN, który dbał o przyszłość całego laboratorium, dlatego detektorowi UA-2 wyznaczył zadanie: znaleźć kwark t. Ubocznym celem badań było dokładniejsze zmierzenie masy cząstki W, bo jest to parametr o kluczowym znaczeniu dla całego modelu standardowego.
|
| Do końca roku 1990 żadna z grup nie uzyskała danych świadczących o istnieniu kwarka t, ale „wyścig” i tak się skończył, gdyż CERN w zasadzie już wypadł z gry. Obie grupy interpretowały brak sygnału w kategoriach nieznanej wartości masy kwarka t. Jak już mówiłem, jeśli nawet nie znajdzie się jakiejś cząstki, i tak możemy się dzięki temu dowiedzieć czegoś o jej masie. Teoretycy wiedzieli wszystko o sposobach produkcji kwarka t i jego rozpadzie; nie znali tylko jego masy. Prawdopodobieństwo wyprodukowania cząstki jest ściśle związane z jego masą. Fermilab i CERN zgodnie ustaliły, że kwark t musi mieć masę większą niż 60 GeV.
|
| CDF kontynuował zbieranie danych i z wolna wysoka energia akceleratora pracującego w Fermilabie zaczęła przynosić efekty. Jeden z cykli eksperymentu trwał jedenaście miesięcy. W tym czasie zarejestrowano ponad sto miliardów zderzeń, ale nie znaleziono kwarka t. Stwierdzono jedynie, że jego masa musi sięgać co najmniej 91 GeV – osiemnastokrotnie więcej niż masa kwarka b. Ten zaskakujący rezultat zaniepokoił wielu teoretyków pracujących nad zunifikowaną teorią. Zgodnie ze stworzonymi przez nich modelami, kwark t powinien być znacznie lżejszy. Z tego powodu niektórzy teoretycy zaczęli darzyć go szczególnym zainteresowaniem. Pojęcie masy jest w pewien sposób związane z Higgsem. Czy ciężar kwarka t może stanowić jakąś wskazówkę? Nie dowiemy się tego, póki go nie znajdziemy, nie zmierzymy jego masy i nie poddamy najrozmaitszym doświadczeniom.
|
| Teoretycy powrócili do swych obliczeń. Okazało się, że nic nie zagraża modelowi standardowemu, gdyż maksymalna dopuszczalna masa kwarka wynosi 250 GeV; cięższy kwark stwarzałby wyraźny problem. W doświadczalnikach odżył zapał do poszukiwania kwarka t. Jeśli jednak jego masa przekraczała 91 GeV, CERN całkowicie wypadał z gry. Maszyny elektronowe mają zbyt małą energię i dlatego są bezużyteczne. Ze wszystkich urządzeń na świecie tylko tewatron pozostał na placu gry. Należało jednak pięciokrotnie, a nawet pięćdziesięciokrotnie, zwiększyć częstość zderzeń.
|
|
| |
|
