Gravitona še ni

Z odkritjem enega Higgsovega bozona v velikem hadronskem trkalniku v CERN-u še zdaleč ni zmanjkalo dela, saj standardni model kljub formalni popolnjenosti še vedno ne ve nič o gravitaciji, če omenimo le najbolj kričečo pomanjkljivost. Lani je upe vzbudila CERN-ova najava, da sta eksperimenta ATLAS in CMS pri isti energiji odkrila anomalijo, ki morda kaže na obstoj novega delca. Novi podatke in dodatne analize so pokazali, da je šlo za statistični šum, kjer se ne skriva nič. Delca z maso, ki ustreza 750 GeV, ni.

Standardni model je zanimiva teorija, ki je na nivoju delcev doslej pravilno napovedala praktično vse izide eksperimentov, zato fiziki, ki se ukvarjajo s fiziko osnovnih delcev, niso preveč naklonjeni radikalnim spremembam modela. Po drugi strani pa standardni model na nivoju velikih teles in mas, torej v vesolju, popolnoma odpove. Prav tako ne ponuja odgovora na ključno filozofsko vprašanje Zakaj smo tukaj, ki si ga fiziki zastavljajo v obliki: Zakaj je vesolje sestavljeno iz materije in nič antimaterije. Te asimetrije standardni model ne vključuje, bi pa odgovore utegnili skrivati nevtrini. Tudi o temni snovi v standardnem modelu ni niti sledu. Standardni model je torej kot izvrstno delujoč dirkalni avtomobil, ki ga bo treba predelati tako, da bo še vedno enako hiter, a da bo zmogel peljati tudi po makadamu navkreber (in po možnosti tudi po vodi).

Decembrski rezultati so bili torej zanimivi zato, ker so dajali slutiti, kaj bi se utegnilo skrivati onkraj standardnega modela (pri energiji 750 GeV), kjer ta ne napoveduje ničesar. Veliko je obetalo dejstvo, da sta ujemajoče rezultate imela oba splošna eksperimenta (ATLAS in CMS). Statistična zanesljivost obeh meritev je bila nižja od zahtevane za odkritje (3,6 in 2,6 sigma proti 5 sigma), zato je preostalo le počakati na dodatne meritve in s tem nove informacije. Vmes so seveda teoretični fiziki objavili goro teorij, ki so poizkušale razložiti, kaj se dogaja.

Iskanje delcev poteka precej brutalno. Pri visokih energijah se zaletijo znani delci, ki ob trku razpadejo v osnovne delce na številne načine. Standardni model omogoča izračun, kaj in koliko česa bo nastalo. Če pri kakšni energiji vidijo več signalov od izračunov in če anomalija prestane statistične teste, lahko razglasijo nov delec, ki očitno razpada na ta način. Gravitoni bi lahko razpadali v procesu, pri katerem bi nastala dva fotona z visoko energijo, kar so sprva menili, da je eksperiment opazil.

Sedaj v CERN-u pojasnjujejo, da je šlo za statistični šum. Obe kolaboraciji sta šum zgolj po naključju zaznali pri istih energijah. Raziskovalci v CERN-u verjamejo, da bo LHC, ki trenutno deluje pri energijah 13 TeV, vendarle odkril kak delec, ki ga standardni model ne napoveduje. Kljub fantastičnim eksperimentalnim rezultatom se namreč v smislu teorije subatomske fizike zadnjih 40 let nismo premaknili skoraj nikamor, razen da smo standardni model znova in znova potrjevali. Problem pri bistveno težjih delcih so človeške omejitve, saj bistveno večjih pospeševalnikov ne moremo zgraditi. K sreči je mogoče na njihov obstoj sklepati tudi na podlagi drugih opažanj, denimo efekta na obnašanje znanih delcev.