ЦЕРН проучва странни и неочаквани нови частици в последния набор от данни (видео)

Изследователите от многофункционалния детектор на ЦЕРН (Compact Muon Solenoid или CMS) забелязаха странни пикове в най-новите си данни.

Екипът на CMS смятат, че е възможно да са открили загадъчна частица с маса два пъти масата на въглеродния атом.

Изследователите са разбираемо развълнувани от потенциалното откритие, но също така са объркани.

Защото частицата не може да се впише в Стандартния модел на елементарните частици, което означава, че законите на физиката може да се наложи да бъдат пренаписани.

Данните показват, че новата частица имаше маса от 28 GeV или един милиард електрона волта, малко по-малко от една четвърт от масата на Хигс бозона.

Може да проверите техния документ - който все още не е минал peer review - на сайта за препринти arХiv.

"Бих казал, че теоретиците са развълнувани, а експериментаторите са много скептични", заяви физикът от ЦЕРН Александър Никитенко (Alexandre Nikitenko) пред The ​​Guardian. "Като физик трябва да бъда много критичен, но като автор на този анализ трябва да имам и някакъв оптимизъм."

Големият адронен колайдер създава частици като сблъсква протони един в друг със скорост близка до скоростта на светлината. Когато протоните се сблъскат, енергията от сблъсъка се превръща в маса, т.е. - в частици, в съответствие с уравнението на Айнщайн, E = mc².

Много частици, създадени в Големия адронен колайдер, са силно нестабилни и веднага се разпадат в по-леки, по-стабилни частици като фотони и електрони. 

Когато се получават тежки частици - като Хигс бозонът - чрез сблъсъци на частици, те се разпадат почти веднага. Това създава поток от частици с по-малки маси, както и увеличен импулс, което може да бъде регистрирано от детекторите на Големия адронен колайдер.

Такива частици създават двойки мюони (вид елементарна частица в групата на лептоните, заедно с електрона, но с много по-голяма маса) и екипът, проследявайки ги, открива нещо странно.

^{Горе: разпределение на масата на двойки мюони в район на търсене SR1 (ляво) и SR2 (вдясно) в анализа за протон-протонни сблъсъци с енергии 8 TeV, сравненеи с очакванията на фона на симулацията. Долу: разпределението на масата на двойки мюони в SR1 (ляво) и SR2 (вдясно) анализа за протон-протонни сблъсъци с енергии 13 TeV, като се базират на симулационните фонови очаквания.}

И сякаш, за да се усложнят проблемите, пиковете са по-изразени в сблъсъците на LHC с ниска енергия, отколкото в по-високоенергийните сблъсъци, след ъпгрейда на Големиоя адронен колайдер. Ако имаше повече "фонови" частици, произвеждани при по-високи енергии, които да затъмняват сигнала, би било по-лесно обяснимо, коментира Никитенко.

^{Горе: диапазонът от 12 <mμm <70 GeV в SR1 (ляво) и SR2 (вдясно) в анализа при 8 TeV енергия. Долу: диапазона 12 <mμm <70 GeV в SR1 (ляво) и SR2 (вдясно) в анализа при 13 TeV енергия.}

Новата и неизвестна частица, която изглежда е произвела мюоните, има маса от около 28 GeV (гигаелектронволта), малко над една пета от масата на Хигс бозона Higgs (125 GeV).

В нито един от текущите модели не се прогнозира такава маса.

Находката идва от два отделни анализа от екипа на CMS. И в двата случая екипът на CMS успя да намери данни, които сочат за натрупване на мюони в детектора.

Екипът на ATLAS, другият многофункционален детектор на LHC, вече проверява собствените си данни, за да види дали може да намери някакви доказателства за тайнствената частица.

Резултатът от проверката на ATLAS ще бъде "решаващ", заяви Никитенко. "Ако се потвърди от ATLAS, това ще бъде нещо истинско. Ще бъде наистина нещо страшно ново".

Независимо какво е открил екипът, а анализът ще отнеме поне една година, за да се потвърди със сигурност дали съществува частицата.

^{Детекторът CMS. CERN}

И все пак малко вероятно е да се наложи "пренаписване" на физиката.

Сигналът би могъл да бъде "шум" в данните, както в крайна сметка се оказа в случая с изключително вълнуващия сигнал 750 GeV през 2016 г. , докато се установи, че това е просто статистическа флуктуация.

Докато тези данни не бъдат проверени с по-новите данни от CMS, както и данните от детектора ATLAS, откритието остава непотвърдено.

Все пак, откриването на аномалии винаги е интересно.

Още по темата

28/09/2018

Физика

Едно откритие може да разбие Стандартния модел на елементарните частици

04/06/2018

Физика

Аномалия намеква за "стерилни" частици, които не би трябвало да съществуват

01/08/2017

Физика

Три експеримента показват: Нещо не е наред със Стандартния модел на елементарните частици

13/06/2017

Физика

Физиците не успяха да намерят следи на частицата, която взриви Вселената