Отримано перші експериментальні підтвердження існування нової фізики
«Якщо наші висновки дійсно вірні, ми опинимося перед обличчям першого прямого підтвердження існування нової фізики», — вважає професор Жоакім Матіас з Автономного університету Барселони.
Фізики з Автономного університету Барселони (Каталонія, Іспанія) та Національного центру наукових досліджень (Франція) представили розрахунки, з яких випливає, що розпад B-мезона на частку K * і пару мюонів, нещодавно спостерігався на Великому адронному колайдері (ВАК), за деякими параметрами не збігається зі Стандартною моделлю (СМ). Якщо це дійсно так, то що це, як не перше дослідне свідчення існування нової фізики?
Жоакім Матіас (ліворуч) і Жавьер Вірто (фото UAB).
Те, що зі Стандартною моделлю не все гаразд, помічено давно. Вона не дає ніяких частинок, які могли б бути кандидатами на роль темної матерії, не пояснює того, чому речовина в нашому світі є, а антиречовини практично немає (по ідеї, їх повинно бути подібне кількість), і так далі. Тим не менш, незважаючи на всі ці недоліки, поки всі процеси, передбачені Стандартною моделлю, протікали в точності за її сценарієм, а знайти в експериментах серйозні відхилення від неї не вдавалося.
При цьому пошук таких відхилень залишається критично важливим — і, по суті, це одне з головних завдань, заради яких будувався ВАК. Вважається, що відхилення від СМ приведуть до так званої нової фізики — такої теорії, за якою нинішня СМ буде виглядати окремим випадком, як ньютонівська теорія всесвітнього тяжіння виглядає окремим випадком гравітації в рамках загальної теорії відносності.
Ще до публікації результатів розпаду науковими колабораціями, працюючими з ВАКом, фізики на чолі з Жоакима Матіасом (Joaquim Matias) зробили кілька передбачень про те, які саме відхилення по ймовірності розпаду B-мезона можуть розходитися зі Стандартною моделлю і свідчити про нову фізиці.
Конкретно йшлося про розпад B-мезона, що складається з b-кварка і d-антікварка, на пару мюонів і частинку K *, майже відразу розпадається на каона і півонія. Оголосивши результати 19 липня на зборах Європейського фізичного товариства, вчений не очікував, що їх вдасться швидко перевірити. Але на тому ж заході фізик Ніколя Серра (Nicola Serra) з колаборації LHCb представив експериментальні результати вимірів таких розпадів, і вони — дивна річ — співпали з відхиленнями, передбаченими в доповіді пана Матіаса і його співавторів.
Фізики оцінюють ці результати зі статистичною значущістю в 4,5 σ. Що дуже серйозно: експериментальні свідоцтва в три σ розглядаються як результати істотною значущості, а п'ять σ — це вже достовірне відкриття, на кшталт торішнього відкриття бозона Хіггса.
«Але поспішати не варто. Для підтвердження цих результатів будуть потрібні додаткові теоретичні дослідження, так само як і нові виміри, — пояснює Жоакім Матіас. — Однак якщо наші висновки дійсно вірні, ми опинимося перед обличчям першого прямого підтвердження існування нової фізики — теорії більш загальної, ніж загальноприйнята Стандартна модель. Якщо бозон Хіггса дозволив нарешті скласти пазл Стандартної моделі, то ці результати можуть бути першим шматочком нового пазла — куди більшого розміру ».
Дослідники уточнюють: однією з моделей нової фізики, здатної пояснити передбачені відхилення, є та, що постулює існування нової (поки гіпотетичною) частинки, відомої як Zprima, — але «можливо, є безліч інших моделей, сумісних з цими результатами».
Інтерес до цих результатів виявився настільки великий, що колаборація CMS (друга активно працює з ВАКом) запросила доктора Матіаса для пояснення теоретичних деталей його роботи на семінар, присвячений перевірці результатів каталонської-французької команди. У той же час LHCb продовжує збір нових даних для накопичення додаткової статистики, здатної підтвердити ці результати до березня 2014 року.
З препринтом розглянутого дослідження можна ознайомитися тут…
Підготовлено Александр Березин (Компьюлента) за матеріалами Автономного университета Барселоны.
© Ноосфера
