I sommar i Chicago, från den 3 augusti till den 10, kommer teoretiker och experimentfysiker från hela världen att delta i den internationella konferensen för högenergifysik (ICHEP). En av höjdpunkterna på denna konferens kommer från CERN Laboratories, där partikelfysiker visar upp mängden ny data som Large Hadron Collider (LHC) har producerat hittills i år.
Men mitt i all spänningen som kommer från att kunna kolla in de mer än 100 senaste resultaten, måste vissa dåliga nyheter också delas. Tack vare alla de nya uppgifterna från LHC har chansen att en ny elementär partikel upptäcktes - en möjlighet som börjat dyka upp för troligtvis för åtta månader sedan - nu försvunnit. Synd, för existensen av denna nya partikel skulle ha varit banbrytande!
Indikationerna för denna partikel dök först tillbaka i december 2015, då fysiklag som använde två av CERNs partikeldetektorer (ATLAS och CMS) noterade att de kollisioner som utfördes av LHC producerade fler par fotoner än väntat och med en kombinerad energi av 750 gigaelektronvoltar. Medan den mest troliga förklaringen var en statistisk fluke, fanns det en annan lockande möjlighet - att de såg bevis på en ny partikel.
Om denna partikel faktiskt var verklig, skulle det troligtvis vara en tyngre version av Higgs boson. Denna partikel, som ger andra elementära partiklar deras massa, upptäcktes 2012 av forskare vid CERN. Men medan upptäckten av Higgs boson bekräftade standardmodellen för partikelfysik (som har varit den vetenskapliga konventionen under de senaste 50 åren), var den eventuella existensen av denna partikel inte i linje med den.
En annan, kanske ännu mer spännande teori var att partikeln var den eftertraktade gravitronen, den teoretiska partikeln som fungerar som "kraftbärare" för tyngdkraften. Om det verkligen var det detta partikel, då skulle forskarna äntligen ha ett sätt att förklara hur General Relativity and Quantum Mechanics går samman - något som har undvikit dem i årtionden och hämmat utvecklingen av en Theory of Everything (ToE).
Av denna anledning har det varit en viss spänning i det vetenskapliga samfundet, med över 500 vetenskapliga artiklar producerade om ämnet. Tack vare de enorma mängder data som lämnats under de senaste månaderna tvingades CERN-forskarna dock meddela på fredag vid ICEP 2016 att det inte fanns några nya bevis för att det skulle finnas en partikel.
Resultaten presenterades av företrädare för lagen som först märkte de ovanliga uppgifterna i december förra året. Bruno Lenzi representerade CERNs ATLAS-detektor, som först noterade fotonparen. Under tiden representerar Chiara Rovelli det konkurrerande teamet som använder Compact Muon Solenoid (CMS), vilket bekräftade avläsningarna.
Som de visade har avläsningarna som tyder på en ojämnhet i fotonpar i december förra året sedan gått in i plattlinjen, vilket avlägsnar alla tvivel om det var en fluke eller inte. Men som Tiziano Campores - en talesman för C.M.S. - citerades av New York Times som sagt på tillkännagivandet av tillkännagivandet hade lagen alltid varit tydliga om att detta inte var en sannolik möjlighet:
”Vi ser ingenting. Det finns faktiskt till och med ett litet underskott exakt vid den punkten. Det är en besvikelse eftersom det har gjorts så mycket hype om det. [Men] vi har alltid varit väldigt coola om det. ”
Dessa resultat anges också i ett papper som lämnades till CERN av C.M.S. lag samma dag. Och CERN Laboratories ekade dessa uttalanden i ett nyligen pressmeddelande som behandlade den senaste datahallen som presenterades vid ICEP 2016:
"Speciellt har den spännande antydan om en eventuell resonans vid 750 GeV som förfaller till fotonpar, vilket orsakat stort intresse från 2015-uppgifterna, inte dykt upp igen i den mycket större datauppsättningen 2016 och verkar därför vara en statistisk fluktuation."
Det var allt nedslående nyheter, eftersom upptäckten av en ny partikel kunde ha känt lite ljus på de många frågor som uppstod på upptäckten av Higgs boson. Ända sedan den först observerades 2012 och senare bekräftades har forskare kämpat för att förstå hur det är att det som ger andra partiklar deras massa kan vara så "lätt".
Trots att den är den tyngsta elementära partikeln - med en massa på 125 miljarder elektronvolt - förutspådde kvantteorin att Higgs boson måste vara biljoner gånger tyngre. För att förklara detta har teoretiska fysiker undrat om det faktiskt finns några andra krafter i arbetet som håller Higgs bosons massa i fjärd - dvs några nya partiklar. Även om inga nya exotiska partiklar ännu har upptäckts, har resultaten hittills varit uppmuntrande.
Till exempel visade de att LHC-experiment redan har registrerat ungefär fem gånger mer data under de senaste åtta månaderna än de gjorde under hela förra året. De erbjöd också forskare en glimt av hur subatomära partiklar uppträder vid energier från 13 biljoner elektronvolt (13 TeV), en ny nivå som nåddes förra året. Denna energinivå har möjliggjorts genom uppgraderingarna som utförts på LHC under dess tvååriga avbrott; Tidigare fungerade den med bara halv effekt.
En annan sak som är värd att skryta med var det faktum att LHC överträffade alla tidigare prestationsrekord den senaste juni och nådde en toppljusthet på 1 miljard kollisioner per sekund. Att kunna utföra experiment på denna energinivå och involvera dessa många kollisioner, har försett LHC-forskare med en tillräckligt stor datamängd för att de ska kunna utföra mer exakta mätningar av standardmodellprocesser.
I synnerhet kommer de att kunna leta efter anomala partikelinteraktioner med hög massa, vilket utgör ett indirekt test för fysik utöver standardmodellen - specifikt nya partiklar som förutses av Supersymmetri-teorin och andra. Och även om de ännu inte har upptäckt några nya exotiska partiklar har resultaten hittills varit uppmuntrande, främst för att de visar att LHC ger fler resultat än någonsin.
Och även om upptäckten av något som kan förklara frågorna som uppstod genom upptäckten av Higgs-bosonerna skulle ha varit ett stort genombrott, är många överens om att det helt enkelt var för tidigt att få våra hopp upp. Som Fabiola Gianotti, generaldirektören vid CERN, sa:
”Vi är precis i början av resan. Den fantastiska prestandan hos LHC-acceleratorn, experiment och beräkningsprocesser är extremt bra för en detaljerad och omfattande utforskning av flera TeV-energiskala och betydande framsteg i vår förståelse av grundläggande fysik.
För tillfället verkar det som om vi alla måste vara tålmodiga och vänta på mer vetenskapliga resultat för att få fram. Och vi kan alla ta tröst i det faktum att Standardmodellen åtminstone för tillfället verkar vara den korrekta. Det är uppenbart att det inte finns några genvägar när det gäller att ta reda på hur universum fungerar och hur alla dess grundläggande krafter passar ihop.
