Аномалія на Великому адронному колайдері: щось не так зі стандартною моделлю фізики

Нові результати досліджень, проведених на Великому адронному колайдері (ВАК), припускають, що вчені, можливо, виявили ознаки невідомої фізики. Вчені кажуть, що ці результати не узгоджуються з передбаченнями Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Якщо ці дані підтвердяться, вони спростують цю модель, яка домінує у фізиці елементарних частинок протягом 50 років. Поведінка певних субатомних частинок суперечить Стандартній моделі, пише Фокус.

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

Великий адронний колайдер — це найбільший і найпотужніший прискорювач частинок у світі, що розташований у 27-кілотмерововм підземному тунелі на кордоні Франції та Швейцарії. З його допомогою фізики намагаються, зокрема, виявити невідомі елементарні частинки, а також знайти докази того, що Стандартна модель фізики елементарних частинок є неповною. Про це вчені говорять уже давно, але явних доказів отримано не було. Нові результаті досліджень вказують на те, що такі докази, можливо, були виявлені.

• Стандартна модель фізики елементарних частинок описує поведінку взаємодії всіх елементарних частинок та їхню електромагнітну, слабку і сильну взаємодію. Це три з чотирьох фундаментальних сил природи, куди входить також гравітація. Стандартна модель не є теорією всього, тому що не описує темної матерії, темної енергії і не включає в себе гравітацію.

Стандартна модель фізики елементарних частинок заснована на квантовій механіці та спеціальній теорії відносності Ейнштейна. Фізики можуть порівнювати вимірювання, проведені на БАК, із передбаченнями, заснованими на Стандартній моделі, щоб перевірити правильність цієї теорії.

Незважаючи на те, що за останні 50 років Стандартна модель неодноразово перевірялася, вважається, що вона не описує всі явища і частинки субатомного світу. Тепер з'явився потенційний доказ цього. Фізики виявили аномальну поведінку субатомних частинок під назвою B-мезони під час розпаду.

• Мезони — це нестабільні елементарні частинки, які складаються з одного кварка й одного антикварка, утримуваних сильною взаємодією.

Нові результати були отримані під час дослідження особливого типу розпаду B-мезонів, відомого як електромагнітний пінгвіновий розпад. У цьому випадку B-мезони розпадаються на інші субатомні частинки: каон, піон і два мюони. Ці частинки розташовуються таким чином, що за формою нагадують пінгвіна.

Електромагнітний пінгвіновий розпад відбувається лише один раз на кожен мільйон розпадів B-мезонів, тобто він дуже рідкісний. Вимірювання параметрів цього розпаду показали, що він є аномальним і суперечить передбаченням Стандартної моделі фізики елементарних частинок.

• Існують теорії, здатні пояснити цю аномалію, і вони вказують на існування невідомих частинок, які об'єднують два різні типи матерії: лептони і кварки.

Фізики кажуть, що отриманих даних ще недостатньо, щоб однозначно стверджувати, що під час дослідження вчені справді спостерігали фізику, яка виходить за межі Стандартної моделі. Тому фізики продовжать дослідження, щоб отримати більше даних і більше підтверджень того, що вони, можливо, опинилися на порозі відкриття невідомої фізики.

Як уже писав Фокус, фізики представили концепцію нового лазера: він випромінює не світло, а нейтрино.

Також Фокус писав про те, що інтернет підірвало відео, зняте на iPhone в глибокому космосі. Відео показує як Земля ховається за Місяцем.

Під час написання матеріалу використано джерела: Physical Review Letters, The Conversation.