(The force awakens – has CERN shaken the laws of nature? English translation further down.)
Före jul rapporterades det om tecken på en möjlig ny partikel vid CERN. Om det stämmer måste det röra sig om det första riktigt nya och oväntade på åtminstone 40 år. Som jag skrev i ett tidigare inlägg kunde man misstänka att det skulle bli en jobbig jul för de teoretiker som ville vara först med att hitta en förklaring – detta visade sig gälla också för mig.
Tillsammans med Rikard Enberg, Gunnar Ingelman och Tanumoy Mandal har vi ett förslag som skiljer sig från alla andras och som dessutom går att beskriva på ett hyfsat begripligt sätt. Vår artikel lades ut på arXiv idag.
Idén går ut på att det som vi tror vara fundamentala naturkonstanter, särskilt den som bestämmer den elektromagnetiska kraftens styrka (finstrukturkonstanten), i själva verket är möjliga att påverka. I strängteorin är detta en mycket naturlig tanke och krafternas styrkor beror typiskt av storleken och formen hos de extra dimensionerna. I vardagen är konstanterna låsta till de vanliga värdena men om man slår riktigt hårt på dem kan de rubbas lite grand ur sina lägen och darra till.
Enligt kvantmekaniken kan sådana vibrationer också ses som partiklar. Vårt förslag är att den nya tunga partikeln vid CERN svarar mot en vibration hos finstrukturkonstanten. Vibrationen, eller partikeln, dör snabbt bort och försvinner i en ljusblixt bestående av två fotoner som är precis det som man har observerat. Teorin förutspår också andra signaler som vi hoppas att man skall leta efter vid CERN.
Personligen tycker jag nog att detta skulle vara den allra mest spännande förklaringen till vad man sett. Det skulle dessutom innebära att ny fysik som extra dimensioner och strängteori väntar precis runt hörnet möjligt för LHC att komma åt.
Men, och det är ett stort MEN, allt kan förstås bara vara mätfel. Vi får se om något halvår eller så!
Kan kraften ha vaknat?
English translation:
The force awakens – has CERN shaken the laws of nature?
Before Christmas it was reported signs of a possible new particle at CERN. If true, this will be the first really new and unexpected discovery in fundamental physics for at least 40 years. As I wrote in a previous blogpost one could fear a tough Christmas for all those theorists who wanted to be the first to find an explanation – this turned out to be true also for myself.
Along with Rikard Enberg, Gunnar Ingelman and Tanumoy Mandal we have a proposal that differ from all others and in addition is not so difficult to explain in popular terms. Our article appeared on the arXiv today.
Our main idea is that fundamental natural constants, such as the one determining the strength of the electromagnetic force – called the fine-structure constant – are, in fact, possible to change. In string theory this is very natural and forces typically depend on the size and shape of the extra dimensions. In everyday life these parameters are locked to their usual values, but if you hit really hard on them, they can be rocked a bit out of position and start to vibrate.
According to quantum mechanics, such vibrations can also be viewed as particles, and our proposal is that the new heavy the particle at CERN corresponds to such a vibration of the fine-structure constant. This vibration, or particle, quickly dies away and disappears in a flash of light consisting of two photons, which is exactly what has been observed. The theory also predicts other signals that we hope one will look for at CERN.
Personally, I find this to be the most thrilling explanation of what has been seen. It would also mean that new physics such as extra dimensions and string theory are waiting just around the corner for the LHC to discover.
But, and this is a big BUT, everything can turn out to be just measurement errors. We’ll see in another six months or so!
Has the force awaken?
Gratulerar!
Kommer den även att bli peer reviewad enligt konstens alla regler?
Är det inte en risk att arXiv blir ett stort svart hål som suger in en massa bra grejer som aldrig kommer ut ur dess singulära dragningskraft. Verkar vara omkring 10k artiklar per månad som den suger i sig.
Onekligen oerhört intressant om det är så att naturkonstanter vibrerar.
Men för att återgå till produktionen av vetenskapliga papper. Jag undrar om det är ett problem att hålla sig i spjutspetsen av ett område när floden av papper hela tiden ökar? För hundra år sedan kunde en person hänga med hyfsat på flera områden, men nu verkar det som att det är svårt att bara hålla reda på allt som produceras inom ett spjutspetsområde.
Verkar som att det sker en specialisering ungefär som i en regnskog, där arter blir helt beroende av en underliggande näringskedja som helt kan slås ut vid en lite störning. Kanske en dålig jämförelse, men den förekommer överallt nuförtiden. Allt blir effektivare med specialisering, men samtidigt alltmer mer sårbart.
Förhoppningsvis hamnar det i en tidskrift så småningom! Om det hinns med innan signalen kanske försvinner…
Det här sättet att sprida resultat innan publicering har framgångsrikt använts inom främst och först fundamental fysik ii mer än 20 år. Många andra områden gör dock inte så här. Visst är det generellt ett problem att orientera sig i störtfloden av nya artiklar — allt är ju inte lika bra. Men man lär sig att navigera och sortera. Problemet är väl att de flesta definierar in sig i ett hörn och blir smala specialister. Som du skriver är detta förstås ett allmänt problem och inte begränsat till vetenskapen — oavsett publiceringskultur.
Kan inte detta experiment vara ett provsmak av ”Big Bang” dvs då materia skapades i fältet av den starka kraften eller med andra ord kvarkar skapades i fältet av andra kvarkars expansion?
Det är alldeles riktigt att man på det här sättet i praktiken återskapar förhållandena i det tidiga universum. Att jämföra resultaten från den här typen av forskning med kosmologin är därför väldigt intressant. Vad det innebär i just det här fallet återstår att se!