Ускорители находят частицы, способные нарушить известные законы физики
На самых маленьких весах все во вселенной можно разделить на мельчайшие кусочки, называемые элементарными частицами. Стандартная модель физики элементарных частиц, ставшая господствующей теорией этих кусочков, описывает небольшую коллекцию известных видов, которые комбинируются миллионами способов, образуя окружающую нас материю и неся в себе силы природы.
Однако физикам известно, что это не все, что такими частицами невозможно объяснить темную материю и темную энергию, на которые, например, приходится значительная часть массы вселенной. Сейчас в результате двух экспериментов ученым удалось найти частицы, которые ведут себя с нарушением всех известных законов физики, что может указывать на существование частицы какого-то нового типа, нам не известной. Результаты пока еще не подтверждены в полной мере; однако то обстоятельство, что два эксперимента по столкновению разных типов частиц дали одинаковый эффект, и что намеки на такое поведение частиц были обнаружены в 2012 году на третьем коллайдере, вызвали оживление в мире физики. «Это действительно странно, — говорит теоретический физик Марк Уайз (Mark Wise), работающий в Калифорнийском институте технологий и не участвовавший в этих экспериментах. — Несоответствие велико, и похоже, что все здесь очень основательно. Пожалуй, это самое сильное, самое серьезное отклонение от Стандартной модели». Найти такую трещину в Стандартной модели чрезвычайно интересно, так как это дает возможность расширить границы модели, выведя ее за рамки известных на сегодня частиц.
Эти неожиданные результаты дал эксперимент, проведенный с помощью детектора LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК) в Швейцарии, и эксперимент Belle, проведенный в Исследовательской организации ускорителей высокой энергии (KEK) в Японии. В ходе обоих экспериментов удалось обнаружить избыток некоторых видов лептонов по сравнению с другими видами, когда частицы В-мезоны (состоящие из нижнего кварка и антикварка) распадаются. Лептон — такая категория частиц, куда входят электроны, а также их более тяжелые собратья мюоны и тау. Принцип Стандартной модели, известный как лептонная универсальность гласит, что все лептоны в одинаковой степени подвержены воздействию слабых фундаментальных сил, отвечающих за радиоактивный распад. Но когда в ходе экспериментов было обнаружено большое количество распадов В-мезона, по идее производящих одинаковое количество электронов, мюонов и тау среди своих конечных продуктов (после учета разных масс частиц), то оказалось, что тау при распаде появляется больше.
Столкновение микрочастиц в Большом адронном коллайдере
БАК сталкивает протоны с протонами, в то время как ускоритель Belle ударяет электроны о позитроны, являющиеся их античастицами. Однако в результате таких столкновений образуются В-мезоны, что дает возможность в обоих случаях измерять конечные продукты при распаде нестабильных мезонов. В работе, опубликованной в номере Physical Review Letters за 11 сентября, ученые из команды LHCb объявили о том, что они заметили возможный избыток тау, которых оказалось на 25-30% больше показателя, предсказываемого Стандартной моделью. Коллектив Belle отметил такой же, хотя и не столь ярко выраженный эффект, проанализировав данные из работы в Physical Review D. Оба коллектива поделились своими выводами и открытиями в мае 2015 года на конференции в японском городе Нагойя.
Интересно то, что данные результаты вполне согласуются с более ранними открытиями, сделанными в 2012 году (в 2013-м выводы были расширены). Это был эксперимент BaBar, проведенный в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, что в Менло-Парк, штат Калифорния. «Сами по себе результаты Belle и результаты LHCb не отличаются значительно от Стандартной модели, — говорит представитель Belle Том Браудер (Tom Browder) из Гавайского университета. — Вместе с BaBar мы можем вывести среднемировой результат — это отклонение от Стандартной модели со значением 3.9 sigma». Sigma является стандартным отклонением, вычисляемым статистически, а обычный среди физиков порог, позволяющий говорить об открытии, равен 5 sigma. Хотя отклонение в 3.9 sigma до открытия не дотягивает, оно указывает на то, что шанс случайности здесь равен всего 0,011 процента. «Сейчас у нас есть три предположительных, но пока не очень убедительных указания на чрезвычайно интересный эффект, — говорит физик Золтан Лигети (Zoltan Ligeti) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, не принимавший участия в этих экспериментах. — Окончательный ответ мы получим через несколько лет, когда в ходе экспериментов накопим больше данных».
Если несоответствие реальное, а не какая-то статистическая случайность, ученым придется решать трудную задачу — им предстоит понять, что все это значит. «Этот эффект оказался весьма неожиданным для большинства физиков, — говорит Лигети. — Его будет непросто подогнать под самые популярные модели. В этом смысле он стал большой неожиданностью».
Например, любимое чадо выходящей за рамки Стандартной модели так называемой «новой физики» — суперсимметрия — обычно не предсказывает такого рода эффект. Согласно этой гипотезе, существует множество неоткрытых частиц, являющихся зеркальным отражением тех, которые уже известны. Но ни одна из этих предсказанных частиц не нарушает принцип лептонной универсальности. «Думаю, сейчас мы не можем утверждать, что это указывает на суперсимметрию, — говорит физик Хассан Джейуоэри (Hassan Jawahery) из Мерилендского университета, сотрудничающий с коллективом LHCb, — однако это вовсе необязательно является нарушением суперсимметрии».
Но если сигнал реален, то здесь наверняка замешана какая-то новая частица. Во всех случаях распада В-мезонов в какой-то момент возникает более тяжелая «виртуальная» частица, которая затем быстро исчезает. Это странное явление, которое допускает квантовая механика. В Стандартной модели этой виртуальной частицей всегда является W-бозон (частица, несущая слабую силу), который одинаково взаимодействует со всеми лептонами. Но если бы такая виртуальная частица была чем-то более экзотическим, что взаимодействует с каждым лептоном по-разному в зависимости от массы, тогда в итоге могло бы возникнуть больше тау, потому что тау — самые тяжелые лептоны (а поэтому они могли бы активнее взаимодействовать с такой виртуальной частицей).
Новый бозон Хиггса или лептокварк?
Один из вероятных кандидатов на звание такой виртуальной частицы — это новый тип бозона Хиггса, который тяжелее частицы, с большим шумом открытой в 2012 году на БАК. Считается, что известный бозон Хиггса придает всем частицам их массу. Новый бозон Хиггса не только тяжелее уже известной частицы — у него должны быть иные свойства. Например, он должен воздействовать на распад В-мезонов, у него должен быть электромагнитный заряд, в то время как у известного бозона Хиггса такого заряда нет. «Это значит, что обнаруженный нами бозон Хиггса не единственная частица, отвечающая за появление массы у всех частиц», — отмечает Джейуоэри. На самом деле, суперсимметрия предполагает наличие новых бозонов Хиггса в дополнение к тем, которые нам известны. Но в большинстве формулировок этой модели предсказанные частицы Хиггса не создают такие большие отклонения, какие были показаны в ходе экспериментов.
Другой вариант — существование еще более экзотической гипотетической частицы под названием лептокварк, которая является сочетанием лептона и кварка, и которую никогда не наблюдали в природе. Эта частица тоже должна активнее взаимодействовать с тау, чем с мюоном и электроном. «Лептокварки в определенных типах моделей возникают очень естественно, — говорит Лигети. — Но нет оснований полагать, что они обладают такой малой массой, которая объясняет эти данные. Я думаю, большинство теоретиков сегодня считают данные модели не особенно убедительными».
На самом деле, все те объяснения, которые могут на сегодня представить себе теоретики, имеют определенные недостатки — и не дают ответа на более важные и крупные нерешенные вопросы физики, скажем, на вопрос о том, из чего получается темная материя и темная энергия. «Ничего хорошего в этих моделях нет — их просто состряпали, чтобы объяснить данный факт, чтобы он не противоречил другим фактам, — говорит Уайз. — Но природа будет делать то, что делает, нравится это теоретикам или нет».
Есть незначительный шанс на то, что физики неверно рассчитали прогнозы Стандартной модели, и что господствующие правила все-таки действуют. «Возможно, расчеты Стандартной модели неверны, но последние вычисления не обнаружили здесь каких-то серьезных проблем, — говорит Майкл Роуни (Michael Roney) из канадского Викторианского университета, являющийся официальным представителем эксперимента BaBar. — Возможно также, что в экспериментах упущены некие обычные объяснения, хотя условия в LHCb и BaBar очень сильно отличались. В BaBar мы продолжаем исследовать наши данные разными способами, но эффект все равно присутствует».
Физики с оптимизмом говорят о том, что по мере накопления данных эта загадка будет разгадана. В апреле БАК начал столкновения с большей энергией, и для LHCb это означает появление большего количества В-мезонов и новых возможностей для поиска отклонений. Ученые из группы Belle тем временем планируют усовершенствовать свой эксперимент при помощи нового детектора Belle II, который должен начать сбор данных в 2018 году. Оба коллектива со временем найдут дополнительные данные для подтверждения открытого эффекта, либо же поймут, что это статистическая случайность. «Если этот эффект действительно имеет место, то нас в предстоящие 10 лет ждет огромная работа по его подробному изучению, — говорит Джейуоэри. — Надеюсь, к тому времени мы будем также знать, что это значит».
http://inosmi.ru/world/20150911/230210420.html
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В отчете об НЛО указаны две горячие точки

Гигантское озеро лавы на Ио

Давайте поговорим о НЛО

ИИ станет умнее любого человека в 2025 году

Как гамма-всплески порождают свет

МКС стала рассадником бактерий-мутантов

На дне Балтийского моря обнаружено НЛО

НЛО нарушают все законы физики

НЛО перевозят по пустынной дороге на прицепе

Обнаружили 13 штаммов бактерий-мутантов на МКС

Обнаружили самую крупную звездную черную дыру

Очень важно раскрыть данные об НЛО

Паломники сообщили об НЛО в небе Массачусетса

Почему на Марсе выделяется метан

Программа Kona Blue для реинжиниринга НЛО

Раскрытие проекта Aqua

Стоунхендж ориентирован как на Луну, так и на Солнце

Строительным элементам жизни легче формироваться в космосе

Такер Карлсон высмеял утверждения об инопланетянах

Хью Джекман был послан инопланетянами

Матовые стеклянные перегородки - особенности, виды, как выбрать

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Подписка на новости
Наверх