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

Можлива тріщина у Стандартній моделі фізики елементарних частинок, схоже, зменшується, оскільки нові дані фізиків, отримані на Великому адронному колайдері (ВАК), суперечать попередньому загадковому результату, який натякав на існування нової, екзотичної фізики, пише New Scientist.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Джош Бендавід із Массачусетського технологічного інституту, який разом із колегами проводив дослідження на БАК, яким керує ЦЕРН (Європейська організація з ядерних досліджень) заявив, що Стандартна модель фізики елементарних частинок поки що витримала випробування на міцність. Він представив нові результат вимірювання маси W-бозона, фундаментальної частинки, яка має вирішальне значення для таких процесів, як ядерний розпад і встановлення маси бозона Гіґґса.

Натяк на нову фізику

У 2022 році фізики Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі (Фермілаб), США, за допомогою свого прискорювача частинок отримали дані щодо маси W-бозона. Фермі (Фермілаб), США, за допомогою свого прискорювача частинок отримали дані про масу W-бозона, які шокували наукову спільноту. Отримане значення різко відрізнялося від передбачень Стандартної моделі, яка найкраще описує взаємодію фундаментальних частинок і сил у Всесвіті. Так з'явилися натяки на те, що може існувати нова, екзотична фізика.

Тоді фізики виявили, що маса W-бозона становить 80 433 мегаелектронвольтів (МеВ) з невизначеністю 9 МеВ. Стандартна модель показує, що це значення має бути на рівні 80 357 МеВ з невизначеністю 6 МеВ.

Але 2023 року фізики з ЦЕРН поставили під сумнів шокуючий результат, коли отримали дані з одного з детекторів частинок на БАК. Науковці виявили, що значення маси W-бозона узгоджується з передбаченням Стандартної моделі і таким чином відхилень від відомої фізики практично не виявили. Отримана маса W-бозона становила 80 360 МеВ з невизначеністю 16 МеВ.

Нові результати вивчення W-бозона

Тепер Бендавід і його колеги отримали нове значення маси W-бозона за допомогою ще одного детектора частинок на БАК. Їхні результати показали, що маса цієї частинки становить 80 353 МеВ, що з невизначеністю 6 МеВ краще узгоджується зі Стандартною моделлю. Це найменша невизначеність при вимірюванні маси W-бозона, а тому фізики вважають нове досягнення найточнішим виміром, отриманим на БАК.

Ашутош Котвал з Університету Дьюка (США), який керував дослідженням у Фермілаб 2 роки тому, заявив, що прискорювач частинок у цій лабораторії і БАК використовують різні методи для вимірювання властивостей частинок, а тому складно порівнювати результати. З іншого боку, фізики з ЦЕРН кажуть, що детектори на БАК використовують також трохи різні методи, але отримані результати дуже близькі.

Хрест на новій фізиці ставити поки що рано

За словами вчених, поки що зарано говорити про те, який вимір маси W-бозона є правильним, адже потрібно ще пояснити суперечності в результатах. Поки що всі вимірювання маси W-бозона, за винятком одного, добре узгоджуються зі Стандартною моделлю фізики елементарних частинок.

Тепер фізики з ЦЕРН готуються провести нове вивчення W-бозона, щоб отримати точніші дані про його масу зі ще меншою невизначеністю.

Поки що питання про нову фізику відпадає, але воно може виникнути знову за підсумками нового дослідження.

Як уже писав Фокус, у ранньому Всесвіті астрономи виявили більше чорних дір, ніж очікувалося. Нові спостереження телескопа Габбл показали невідповідність між теорією і реальністю.

Що стосується нової фізики, то деякі вчені вважають, що вона може бути все ж таки виявлена в глибокому космосі, тож це може вирішити деякі загадки Всесвіту, як уже писав Фокус.