Надежды ученых на новую физику разрушились после изучения W-бозона: все равно что-то не так

Возможная трещина в Стандартной модели физики элементарных частиц, похоже, уменьшается, поскольку новые данные физиков, полученные на Большом адронном коллайдере (БАК) противоречат предыдущему загадочному результату, который намекал на существование новой, экзотической физики, пишет New Scientist.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Джош Бендавид из Массачусетского технологического института, который вместе с коллегами проводил исследование на БАК, которым управляет ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям) заявил, что Стандартная модель физики элементарных частиц пока что выдержала испытание на прочность. Он представил новые результат измерения массы W-бозона, фундаментальной частицы, которая имеет решающее значение для таких процессов, как ядерный распад и установление массы бозона Хиггса.

Намек на новую физику

В 2022 году физики Национальной ускорительная лаборатории им. Ферми (Фермилаб), США, с помощью своего ускорителя частиц получили данные о массе W-бозона, которые шокировали научное сообщество. Полученное значение резко отличалось от предсказаний Стандартной модели, которая лучше всего описывает взаимодействие фундаментальных частиц и сил во Вселенной. Таким образом появились намеки на то, что может существовать новая, экзотическая физика.

Тогда физики обнаружили, что масса W-бозона составляет 80 433 мегаэлектронвольт (МэВ) с неопределенностью 9 МэВ. Стандартная модель показывает, что это значение должно быть на уровне 80 357 МэВ с неопределенностью 6 МэВ.

Но в 2023 году физики из ЦЕРН поставили под сомнение шокирующий результат, когда получили данные с одного из детекторов частиц на БАК. Ученые обнаружили, что значение массы W-бозона согласуется с предсказанием Стандартной модели и таким образом отклонений от известной физики практически не обнаружили. Полученная масса W-бозона составила 80 360 МэВ с неопределенностью 16 МэВ.

Новые результаты изучения W-бозона

Теперь Бендавид и его коллеги получили новое значение массы W-бозона с помощью еще одного детектора частиц на БАК. Их результате показали, что масса этой частицы составляет 80 353 МэВ, что с неопределенностью 6 МэВ лучше согласуется со Стандартной моделью. Это самая маленькая неопределенность при измерении массы W-бозона, а потому физики считают новое достижение самым точным измерением, полученном на БАК.

Ашутош Котвал из Университета Дьюка (США), который руководил исследованием в Фермилаб 2 года назад, заявил, что ускоритель частиц в этой лаборатории и БАК используют разные методы для измерения свойств частиц, а потому сложно сравнивать результаты. С другой стороны, физики из ЦЕРН говорят, что детекторы на БАК используют также немного разные методы, но полученные результаты очень близки.

Крест на новой физике ставить пока рано

По словам ученых, пока рано говорить о том, какое измерение массы W-бозона является правильным, ведь нужно еще объяснить противоречия в результатах. Пока что все измерения массы W-бозона, за исключением одного, хорошо согласуются со Стандартной моделью физики элементарных частиц.

Теперь физики из ЦЕРН готовятся провести новое изучение W-бозона, чтобы получить более точные данные о его массе с еще меньшей неопределенностью.

Пока что вопрос о новой физике отпадает, но он может возникнуть снова по итогам нового исследования.

Как уже писал Фокус, в ранней Вселенной астрономы обнаружили больше черных дыр, чем ожидалась. Новые наблюдения телескопа Хаббл показали несоответствие между теорией и реальностью.

Что касается новой физики, то некоторые ученые считают, что она может быть все же обнаружена в глубоком космосе и это может решить некоторые загадки Вселенной, как уже писал Фокус.