|
Редчайшие распады частиц подтвердили стандартную модель физики
|
|
|
|
Физики ЦЕРН из коллабораций CMS и LHCb обнаружили в данных, собранных Большим адронным коллайдером за первый этап его работы, следы распадов так называемых странных нейтральных В-мезонов, частота и соотношение которых указали на справедливость стандартной модели физики, говорится в статье, опубликованной в Nature.
|
|
|
|
"Поиск новых частиц и изучение редчайших видов их распада являются взаимодополняющими стратегиями, которые помогают нам искать следы новой физики. Точность, с которой мы можем измерить эти распады в наших экспериментах, постепенно и планомерно растет, что больше и больше ограничивает варианты расширения и спасения стандартной модели", — заявил Тициано Кампорези (Tiziano Camporesi), официальный представитель коллаборации CMS.
|
 |
|
Поиск новых частиц, а также новых явлений, выходящих за границы существующей общепринятой теории — стандартной модели — физики могут вести напрямую, пытаясь зафиксировать следы рождения новых частиц при столкновении других частиц, разогнанных до высоких энергий. Таким образом был открыт три года назад бозон Хиггса.
|
|
|
|
Если энергии гипотетических частиц слишком высоки и недоступны для их получения на коллайдере, есть и другой способ — искать присутствие новых частиц непрямым способом, через их взаимодействия с кварками при распаде частиц. Именно для этого был создан детектор LHCb. Работающие на нем физики изучают поведение частиц, в состав которых входит b-кварк ("прелестный", от английского "beauty"). Нейтральный странный B-мезон состоит из s-кварка ("странного", strange) и b-кварка.
|
|
|
|
Стандартная модель предсказывает, что распад этой частицы на два мюона должен быть крайне редким событием. Его вероятность составляет 3 на 10 в минус 9 степени — это означает, что так распадутся 3 частицы из 10 миллиардов. Подобный распад "обычного" нейтрального B-мезона происходит еще реже – один раз на 10 миллиардов.
|
|
|
|
Первые следы подобных распадов ученые, работающие с детектором LHCb, стали замечать еще в декабре 2012 года. Предварительный анализ данных, с одной стороны, показал, что частота распадов "странных" B-мезонов и соотношение между распадами "странных" и просто "нейтральных" частиц в точности соответствовал предсказаниям стандартной модели, а с другой — раскрыл странности в характере продуктов распада нейтральных В-мезонов, несовместимыми с ней.
|
|
|
|
Изначально, как отмечают Кампорези и его коллеги, ученые ЦЕРН не могли заявить о совершении открытия, так как его статистическая значимость была ниже "волшебной" для физики частиц отметки в пять-сигма. Для преодоления этого барьера представители LHCb объединили усилия с коллаборацией CMS, на детекторах которой тоже были найдены следы распадов B-мезонов.
|
|
|
|
Объединение результатов работы LHCb и CMS прошло успешно: частота распадов и их соотношение не изменилось, а статистическая значимость выросла до показателя в 6,2 сигма для "странных" В-мезонов и до 3,2 для их нейтральных кузенов. В общей сложности за первый период работы БАК ученые зафиксировали около ста распадов нейтральных странных В-мезонов, и около 10 распадов нейтральных В-мезонов.
|
|
|
|
Полученные результаты, как констатируют физики, подтверждают то, что стандартная модель корректно описывает этот редчайший вид распада элементарных частиц. Данное открытие, как уже отмечалось в 2012 году, почти полностью исключает вероятность того, что теории суперсимметрии, расширяющие стандартную физику, могут быть верными. С другой стороны, проблемы с нейтральными В-мезонами никуда не исчезли, и ученые попытаются найти ответы на них после перезапуска БАК.
|
|
|
|
http://ria.ru/science/20150513/1064304425.html
|
