📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

حجر صغير يسقط في بركة، فتنتشر دوائر على سطح الماء. لكن في بعض الأحيان، لا يغوص الحجر فورًا إلى القاع: بل ينزلق تحت السطح، ويقطع عدة أمتار، ثم يطفو أخيرًا، مولدًا دوائر في مكان غير متوقع. هكذا يبحث الفيزيائيون عن الجسيمات طويلة العمر: فهي تولد في تصادم البروتونات، وتطير عبر الكاشف دون أن تُلاحظ، ثم تتحلل إلى جسيمات عادية بعيدًا عن نقطة ولادتها.

في تجربة أطلس (ATLAS) في مصادم الهادرونات الكبير، كان البحث موجهًا نحو هذه "الدوائر المتأخرة" تحديدًا — أي الاضمحلالات إلى أزواج من اللبتونات المشحونة (إلكترونات أو ميونات) بعيدًا عن نقطة تصادم البروتونات. ولتحقيق ذلك، تم فحص البيانات التي جُمعت على مدى أربع سنوات من تشغيل المصادم بطاقة 13 تيراإلكترون فولت. تم البحث عن الأحداث التي يخرج فيها جسيمان مشحونان من نقطة واحدة بعيدة عن محور الحزمة. هذه النقطة — "الرأس" — هي التي تكشف عن اضمحلال الجسيم طويل العمر.

قام العلماء بفحص عدة سيناريوهات نظرية. في أحدها، يتحلل جسيم ثقيل جديد إلى زوج من الجسيمات الخفيفة طويلة العمر، والتي بدورها تعطي أزواجًا من اللبتونات. وفي سيناريوهات أخرى، يتعلق الأمر بنماذج التناظر الفائق، حيث يعيش النيوترالينو (الشريك الافتراضي للفوتون أو بوزون هيغز) لفترة كافية ليبتعد عن نقطة الولادة، ثم يتحلل إلى لبتونات ونيوترينوات. تراوحت كتل هذه الجسيمات في النماذج من 100 جيجاإلكترون فولت إلى 2.2 تيراإلكترون فولت، و"طول المسار" من ملليمتر إلى عشرة أمتار.

غياب الإشارة سمح بوضع حدود عليا جديدة على احتمال ولادة هذه الجسيمات. بالنسبة للعديد من النماذج، أصبحت هذه الحدود هي الأكثر صرامة في العالم، وجزء من نطاق الكتل وأزمنة الحياة خضع لأول مرة لتقييد تجريبي مباشر. الآن يتعين على المنظرين تحسين توقعاتهم، وعلى المجربين البحث عن الجسيمات طويلة العمر في قنوات اضمحلال أخرى أو في مصادمات مستقبلية.