Учени се доближават до мистериозната "Зептовселена", милион пъти по-малка от протон

Ваня Милева Последна промяна на 06 ноември 2026 в 00:00 306 0

разпад на B⁰ мезон

Кредит LHCb Collaboration / Federico Leo Rede
ЦЕРН обяви първото доказателство от единичен експеримент за разпад на B⁰ мезон, съдържащ красив/дънен и долен кварк, на два мюона, с вероятност от приблизително едно на десет милиарда.

Експериментът LHCb в ЦЕРН, където учените откриха доказателства за изключително рядък разпад на частици, който би могъл да помогне на учените да изследват "зептовселената". CERN

Учени от ЦЕРН се доближиха до изследването на "зептовселена" – мащаб около милион пъти по-малък от протона, където може да съществуват неизвестни частици и сили. След повече от 40 години търсене, изследователите откриха първите независими доказателства за изключително рядък разпад на частици, използвайки един-единствен експеримент.

Констатациите са обявени на 3 ноември 2026 г. от колаборацията LHCb в Големия адронен колайдер на ЦЕРН близо до Женева, Швейцария. Очаква се такъв разпад да се случи само веднъж на около 10 милиарда случая.

Разпадът на редки частици може да разкрие неизвестни сили

Изследването се фокусира върху частица, наречена B⁰, неутрален B мезон, която съдържа един "красив/дънен" кварк и един "долен" антикварк. Кварките са фундаментални градивни елементи на материята, включително протоните и неутроните вътре в атомите. По-рано тази година учени от ЦЕРН откриха нова тежка частица, съдържаща два "чаровни" кварка и един "долен" кварк.

Кварките
СимволНазваниеЗарядМаса
българскианглийски
Първо поколение
d Долен down −1/3 ~ 5 MeV/c²
u Горен up +2/3 ~ 3 MeV/c²
Второ поколение
s Странен strange −1/3 95 ± 25 MeV/c²
c Чаровен charm (charmed) +2/3 1,8 GeV/c²
Трето поколение
b Дънен beauty (bottom) −1/3 4,5 GeV/c²
t Върховен truth (top) +2/3 171 GeV/c²
мезон Мезоните се състоят от един кварк и един антикварк с противоположни цветове. Спинът им е цяло число 0, 1. Те са бозони.

Изследователите откриха доказателства, че частиците B⁰ могат да се разпадат на мюон и неговия антиматериален аналог. Мюоните, също като електроните са лептони, но са много по-тежки. Такива редки разпади биха могли да разкрият частици, които съществуващите експерименти не могат да открият директно. Според квантовата физика, неизвестните частици биха могли да повлияят на скоростта на разпад, което да ги разграничи от теоретичните прогнози.

През 2015 г. изследователи от експериментите на LHCb и CMS съобщиха за ранна индикация за същия разпад. По-късни измервания обаче не успяха да го потвърдят. Последният анализ достигна статистическа значимост от 3,2 сигма. Това предоставя доказателства за разпадането, но остава под прага от пет сигма, необходим за потвърждаване на насъмнено откритие.

Усъвършенстван детектор приближава учените до зептовселената

Констатациите са резултат от значителни подобрения в детектора LHCb, който вече може да събира данни пет пъти по-бързо от преди. Изследователи от Университета в Манчестър са разработили подобреното оборудване, включително силициев детектор, разположен само на 5 милиметра от лъчите частици на ускорителя. Той проследява къде се образуват и разпадат частиците.

Учените също така използват машинно обучение, за да отделят редки сигнали от други взаимодействия на частици. ЦЕРН е провел и други необичайни експерименти, включително един, в който учени за кратко трансформират оловото в злато. Тези постижения биха могли да помогнат на изследователите да изследват разстоянията, измерени в зептометри. Един зептометър е равен на една милиардна част от трилионна част от метъра.

Последните резултати съответстват на Стандартния модел, водещата теория, описваща фундаменталните частици и техните взаимодействия. Учените не са открили доказателства за нови частици или сили, но измерванията поставят по-строги ограничения върху възможните теории извън модела.

Експериментът LHCb ще продължи да събира данни до началото на 30-те години на 21-ви век. Бъдещите подобрения биха могли да подобрят прецизността на измерванията на редки разпади. Други изследвания на ЦЕРН се занимават с квар-глуонната плазма, пресъздаваки условията, подобни на тези в ранната Вселена. Изследователите се надяват, че все по-прецизните измервания в крайна сметка ще разкрият признаци на физика извън възможностите на днешните ускорители.

Справка: Evidence for the decay B0→μ+μ− and improved measurements of the decay B0s→μ+μ−; LHCb collaboration; https://doi.org/10.48550/arXiv.2611.00230

Източник: Physicists knock at the door of the zeptoverse, 

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !