Підірвані основи фізики частинок
Нещодавнє відкриття групи вчених на чолі з Жоакима Матіасом вперше серйозно похитнуло основу сучасної фізики частинок, а саме — Стандартну модель. Дослідникам вдалося передбачити нестандартний варіант розпаду частинки B-мезона, який дана модель не враховує. Більше того, практично відразу їх здогади були підтверджені експериментально.
Слід зауважити, що останнім часом фізики, що займаються вивченням елементарних частинок, все частіше говорять про те, що цій дисципліні вже стало затісно в рамках звичної всім Стандартної моделі. Дійсно, вже зареєстровано багато явищ, які в її рамках пояснити складно. Наприклад, ця модель не може передбачити, які частинки можуть становити темну матерію, а також не дає відповіді на питання, який вже давно мучить учених — чому в нашому Всесвіті речовини більше, ніж антиречовини (баріонна асиметрія). Та й ерзіонная інтерпретація процесу холодної трансмутації ядер, про яку ми не так давно писали, теж виходить за межі «дії» тієї самої Стандартної моделі.
Тим не менш, все-таки більшість фізиків досі дотримуються саме цього способу пояснення загадкового життя елементарних частинок. Частково через те, що поки нічого кращого ніхто не створив, почасти ж тому, що більша частина пророкувань Стандартної моделі все-таки має експериментальне підтвердження (чого не можна сказати про альтернативні гіпотезах). Більше того, до останнього часу знайти в експериментах серйозні відхилення від цієї моделі все-таки не вдавалося. Втім, схоже не так давно це все-таки сталося. Подібне може означати народження абсолютно нової теорії фізики частинок, згідно з якою нинішня Стандартна модель буде виглядати окремим випадком — так само, як ньютонівська теорія всесвітнього тяжіння виглядає окремим випадком гравітації в рамках загальної теорії відносності.
А почалося все з того, що міжнародна група фізиків на чолі з Жоакима Матіасом зробили кілька передбачень про те, які саме відхилення по ймовірності розпаду B-мезона можуть розходитися зі Стандартною моделлю і свідчити про нову фізиці. Нагадаю, що B-мезонів називають частку, що складається з b-кварка і d-антікварка. Згідно з положеннями Стандартної моделі, ця частка може розпадатися на мюон (негативно заряджена частка, по суті справи — дуже важкий електрон) і антимюонів, хоча ймовірність подібної події не надто велика. Проте, минулого року на конференції в Кіото фізики, що працюють на Великому адронному колайдері повідомили, що їм вдалося зафіксувати сліди подібного розпаду (причому з тієї імовірністю, що і була передбачена теоретично).
Група Матіаса ж порахувала, що цей мезон повинен розпадатися дещо по іншому — на пару мюонів і невідому поки що частинку K *, яка майже відразу розпадається на каона і півонія (два більш легких мезона). Примітно, що про результати своїх досліджень вчені доповіли 19 липня на зборах Європейського фізичного товариства і наступного ж доповідач з тих, хто виступав на даному заході (це був фізик Ніколя Серра з колаборації LHCb з Великого адронного коллайдера) повідомив, що його групі вдалося зафіксувати сліди таких розпадів. Більше того, експериментальні результати групи Серра практично повністю співпали з відхиленнями, передбаченими в доповіді доктора Матіаса і його співавторів!
Цікаво, що фізики оцінюють ці результати зі статистичною значущістю в 4,5 σ, а це означає, що достовірність описаного події вельми і вельми велика. Нагадаю, що експериментальні свідоцтва в три σ розглядаються як результати істотною значущості, а п'ять σ вважаються цілком собі відбувся відкриттям — саме таке значення достовірності було присвоєно результатами торішніх експериментів, які нарешті виявили сліди існування бозона Хіггса.
Тим не менше, сам доктор Матіас вважає, що поки не варто поспішати з висновками. «Для підтвердження цих результатів будуть потрібні додаткові теоретичні дослідження, так само як і нові виміри. 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 »- говорить учений.
У той же час інтерес до результатів роботи Матіаса і експериментів Серра виявився настільки великий, що колаборація CMS (інша команда, що працює на ВАК) запросила доктора Матіаса для пояснення теоретичних деталей його роботи на семінар, присвячений перевірці результатів своїх колег з LHCb. У той же час останні продовжують збір нових даних для накопичення додаткової статистики, здатної підтвердити ці результати до березня 2014 року. І якщо все підтвердитися, то тоді наступний рік можна буде оголосити датою народження нової моделі фізики елементарних частинок …
Антон Євсєєв, pravda.ru
© Ноосфера
