Резултатите, публикувани тази седмица от експеримента LHCb на Големия адронен колайдер, най-големият ускорител на частици в света от ЦЕРН близо до Женева, показват, че частиците не се държат по начина, по който би трябвало, според водещата теория на физиката на частиците - Стандартният модел.
С други думи: има индикации за нови частици или природни сили, които все още не познаваме.
Експериментът LHCb разглежда главно дънните кварки (b-кварки, преди наричани красиви кварки beauty (bottom)), един от шестте вида кварки, градивните елементи на протони, неутрони и мезони. Ако b-кварките в Големия адронен колайдер се произвеждат в така наречените B-мезони, те трябва да се разпаднат до електрони или по-тежкия им вариант, мюони, в еднаква мярка и точно колко често това се случва, прогнозира споменатият Стандартен модел.
Но сега стойностите на разпадането на B-мезоните, измерени в LHCb, се отклоняват от прогнозите на Стандартния модел, което може да сочи към съществуването на нови частици или взаимодействия, които не са обяснени от Стандартния модел.
Физици от Имперския колеж в Лондон са разгледали данните от LHCb и резултатите от този анализ са обявени на конференцията в Moriond Electroweak Physics и публикувани като препринт за обсъждане.
Отвъд Стандартния модел
Стандартният модел. Илюстрация: Science is Beauty
Стандартният модел е най-добрата в момента теория на физиката на частиците, описваща всички известни фундаментални частици, които изграждат нашата Вселена и силите, с които те взаимодействат.
Стандартният модел обаче не може да обясни някои от най-дълбоките загадки в съвременната физика, включително от какво е направена тъмната материя и дисбаланса на материята и антиматерията във Вселената.
Следователно изследователите търсят частици, които се държат по различен начин от този, който се очаква в Стандартния модел, за да обяснят някои от тези загадки.
Експериментът LHCb е един от четирите големи експеримента на Големия адронен колайдер в ЦЕРН, разположен под земята на френско-швейцарската граница близо до Женева. Кредит: CERN
Градивните елементи на природата
Днешните резултати са получени от експеримента LHCb, един от четирите огромни детектора на частици в Големия адронен колайдер на ЦЕРН (LHC).
LHC е най-големият и най-мощен ускорител на частици в света - той ускорява субатомните частици до почти скоростта на светлината, преди да ги сблъска една в друга. Тези сблъсъци произвеждат взрив от нови частици, които физиците след това записват и изучават, за да разберат по-добре основните градивни елементи на природата.
Новото измерване поставя под въпрос природните закони, които третират еднакво електроните и техните по-тежки братовчеди, мюоните, с изключение на малките разлики поради различните им маси.
Според Стандартния модел, мюоните и електроните взаимодействат с всички сили по един и същ начин, така че дънните кварки, създадени в LHCb, трябва да се разпадат на мюони точно толкова често, колкото и на електрони.
Но тези нови измервания предполагат, че разпадането може да се случва с различна скорост, от което може да предположи, че неизвестни досега частици наклоняват везните.
Отваряне на LHCb детектора за инсталиране на надстройка. Кредит: CERN
Заключението не е окончателно
Оказва се, че с надеждност от 3.1 сигма, резултатите показват съществуването на нова физика, т.е. има шанс 1 на 1000, че резултатът е статистически шум. Това изглежда много, но физиците прилагат по-строга граница от 5 сигма, тоест шансът за шум трябва да бъде само 1 на 3,5 милиона. Едва тогава те говорят за реални доказателства. Така че да бъдем търпеливи.
Ако наистина има мова физика, това може да означава, че има екзотични частици като Z' бозони и лептокварки.
Изследователите се надяват в близко бъдеще да потвърдят резултатите от LHCb с помощта на детектора Belle II в Япония.
Справка: Test of lepton universality in beauty-quark decays, arXiv:2103.11769 [hep-ex] arxiv.org/abs/2103.11769
Източник: New result from the LHCb experiment challenges leading theory in physics, Hayley Dunning, Imperial College London
Още по темата
Физика
След 50 години физиците потвърждават съществуването на неуловима квазичастица
Физика
Наблюдаван е нов възбуден красив странен барион при експеримент в ЦЕРН
Физика
Пикът, който подсказваше наличието на неизвестна частица, се оказа статистически шум
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари