CERNinuusi hiukkaskiihdytin alkaa viimein tuottaa odottamattomia havaintoja

Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERNin uudella LHC-kiihdyttimellä on törmäytetty protoneita vuoden 2010 alusta. Nyt sieltä on saatu ensimmäiset kokonaan uudet ja odottamattomat havainnot. CMS-detektorilla, jonka rakentamisessa ja havainnoissa suomalaistutkijat ovat vahvasti mukana, on mahdollisesti havaittu kuuman ja tiheän, ns. raskaan ydinaineen muodostumista. Johtopäätös perustuu törmäyksen lopputilan hiukkasparien ominaisuuksiin.
LHC-kiihdyttimellä törmäytetään kahta 3,5 TeV:n protonisuihkua vastakkain ja analysoidaan syntyviä hiukkasia ja niiden ominaisuuksia. Hiukkaset ovat pieniä mutta mittalaitteet suuria. CMS on yksi LHC:n kolmesta päädetektorista. Se on halkaisijaltaan 15 metriä, pituudeltaan 29 metriä ja painoa sillä on 14 000 tonnia.

CMS-detektorilla rekisteröityjä hiukkasia analysoitaessa havaittiin että tietyissä törmäyksissä lopputilan hiukkasparit eivät ole jakautuneet täysin satunnaisesti vaan osa niistä on jo syntyessään ollut tietyllä tavalla järjestyneitä. Parin hiukkaset ovat ns. korreloituneita. Tällaisia osattiin etsiä koska samantyyppistä on havaittu aiemmin raskaammilla hiukkasilla, kupariatomien ytimillä tehdyissä törmäytyksissä amerikkalaisella RHIC-kiihdyttimellä.

RHIC-kiihdyttimen tulokset tulkittiin osoitukseksi raskaan ydinaineen muodostumisesta. CMS-havainnoista ei pystytä varmuudella päättelemään onko kysymys tästä vai jostain muusta, siihen tarvitaan lisää havaintoja. CMS:n lisäksi ilmiötä etsitään nyt muiden detektoreiden kuten ATLAS- ja ALICE-laitteiden avulla.

Protonisuihkujen törmäytykset LHC:lla lopetetaan lokakuussa ja niiden tilalle hiukkassuihkuihin aletaan ajaa ns. raskaita ioneja. CMS-detektorilla mitataan myös näitä törmäyksiä ja vastaava ilmiö on oletettavasti löydettävissä sieltä.

(YLE tiede, CERN, Helsingin yliopisto)