Долгожданный прорыв? Открытие на БАК указывает на новую физику

Исследователи, работающие с Большим адронным коллайдером, обнаружили процесс, который невозможно объяснить известными физическими законами. Пока ещё есть вероятность, что это просто ошибка эксперимента. Но, если открытие подтвердится, это будет долгожданный прорыв за пределы привычной физики.

Большой адронный коллайдер – самый большой ускоритель в мире. За годы своей работы он помог обнаружить не менее 60 новых частиц, включая знаменитый бозон Хиггса, а также сделать другие интересные открытия. Однако все результаты этих экспериментов согласовывались со Стандартной моделью физики элементарных частиц – ведущей теорией в этой области знаний.

С одной стороны, это говорит о том, что теоретики действительно многое знают об устройстве мира. Вместе с тем даже Стандартная модель наверняка описывает лишь часть законов, управляющих элементарными частицами. Поэтому учёным не терпится обнаружить хоть что-нибудь, выходящее за её рамки, чтобы построить ещё более глубокую и полную теорию.

​Редкие распады частиц могут стать окном в новую физикучитайте также

И теперь, возможно, эта мечта осуществилась благодаря LHCb – одному из четырёх основных детекторов БАК. Команда, работающая с этой установкой, обнаружила нечто странное.

Речь идёт о распаде b-кварка. Это одна из шести разновидностей кварков – фундаментальных "кирпичиков", из которых состоят многие частицы, включая известные всем со школьной скамьи протоны и нейтроны.

Поясним, что b-кварк при распаде может испускать электрон и его античастицу позитрон или же мюон и антимюон.

Стандартная модель утверждает, что эти два вида распада должны происходить одинаково часто. Однако эксперименты, проведённые на детекторе LHCb, показывают, что это не так. Один вид распада почему-то реализуется чаще другого.

Возможно, в распаде b-кварка участвуют частица или взаимодействие, не предусмотренное Стандартной моделью? Тогда оно и склоняет чашу весов в пользу одного из двух вариантов. Если так, то это великое открытие, требующее создания новой физики.

Однако надёжность полученного результата пока не слишком высока: 3,1 сигмы. В переводе на общечеловеческий язык это означает следующее: вероятность того, что эти экспериментальные данные – лишь случайная комбинация шумов, составляет 1 к 1000. Она может показаться мизерной, но история физики знает немало случаев, когда именно так и случалось.

Золотой стандарт в физике элементарных частиц – это надёжность 5 сигм. В этом случае вероятность случайного ложного результата составляет лишь 1 к 3,5 миллиона.

Физики уже обработали все данные о распаде b-кварка, накопленные коллаборацией LHCb. Сейчас они анализируют информацию о других, но связанных с ним процессах в надежде повысить точность своего результата.

Кроме того, уже в 2022 году коллайдер должен быть снова запущен после модернизации, которая увеличит его светимость. А это значит, что сбор данных возобновится, причём увеличенными темпами. И мы узнаем, с чем учёные столкнулись на этот раз – с долгожданным осуществлением мечты или очередным призраком открытия, который рассеется как дым.

Препринт научной статьи с результатами исследования опубликован на сайте arXiv.org. Теперь эта публикация должна пройти рецензирование независимыми экспертами.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, что физики и раньше находили в результатах работы Большого адронного коллайдера намёки на новую физику.