Неизвестная переменная: Большой адронный коллайдер обнаружил аномальное поведение частиц
Физики объявили о том, что странное поведение «прекрасных кварков» может указывать на существованее неизвестной науке частицы
Открытие было сделано в одном конкретном эксперименте под названием LHCb, в котором изучаются частицы, называемые «красивыми кварками» или «прекрасными кварками». Эти экзотические элементарные частицы образуются в большом количестве в столкновениях на LHC, но существуют недолго — прекрасные кварки быстро распадаются на электроны и мюоны.
Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц ожидается, что подобные кварки будут распадаться на электроны и мюоны с одинаковой скоростью. Однако новые данные LHCb показывают, что это не так — прекрасные кварки, как правило, более склонны к распаду на электроны, чем на мюоны, и никакого условного «подбрасывания монетки» с определенным шансом тут не происходит. Изучив данные за пять лет, команда обнаружила, что на каждые 100 распадов на электроны приходилось всего около 85 распадов на мюоны.
Почему именно это происходит с частицами, остается загадкой и не может быть объяснено Стандартной моделью. Команда говорит, что единственная причина, по которой следует отдавать предпочтение тому или иному выбору, заключается в том, что какая-то скрытая частица влияет на результат.
Интересно, что новая находка является кульминацией нескольких лет других исследований, которые также указали на участие в этом процессе неизвестных частиц. Хотя эти более ранние результаты не были достаточно конкретными по отдельности, команда говорит, что все они указывают в одном направлении, создавая больше доказательств.
«Результат новой работы предлагает соблазнительные намеки на присутствие новой фундаментальной частицы или силы, которая по-разному взаимодействует с различными типами частиц», — заявил Паула Альварес Картель, ведущий автор исследования. «Это измерение является наиболее значимым в серии результатов LHCb за последнее десятилетие, которые, похоже, совпадают — и все могут указывать на общее отличие от Стандартной модели».
Тем не менее, в работе существует элемент неопределенности, так как исследование еще не прошло экспертную оценку, и находка еще не была «подтверждена». Обычно для того, чтобы объявить что-то «открытием», требуется статистическая значимость пяти стандартных определений — что эквивалентно примерно 1 из 3,5 миллиона вероятностей совпадения. Между тем новый результат регистрирует только три стандартных отклонения, или примерно 1 из 1000 шансов того, что аномалия существует.
Тем не менее, исследователи проявляют осторожный оптимизм в отношении того, что они идут по следу «новой физики». В конце концов, есть вопросы, на которые Стандартная модель не может ответить, например, о темной материи или о том, что случилось со всем антивеществом во Вселенной. Даже принцип работы гравитации, и тот под вопросом.
«Открытие новой силы в природе — это святой Грааль физики элементарных частиц», — заявил Константинос Петридис, автор исследования. «Наше нынешнее понимание составных частей Вселенной заметно отстает — мы не знаем, из чего состоит 95% мироздания и почему существует такой большой дисбаланс между материей и антивеществом. Открытие новой фундаментальной силы или частицы, на что указывают свидетельства различий в наших измерениях, могло бы обеспечить прорыв, необходимый хотя бы для начала ответа на эти фундаментальные вопросы».