В ЦЕРНе заметили первые лучи новейшей физики

    В свете крайнего анализа распада очаровательных мезонов, ученые заговорили об рассвете новейшей эпохи — эдак именуемой «новой физики». Важнейший вклад в анализ был изготовлен физиками Колледжа ядерной физики Польской академии в Польше (IFJ PAN). Пока что мы и не можем именовать это же открытием. Пока что. Все же кое-что показывает на то, что физики, работающие на ускорителе БАК в Европейской организации ядерных исследовательских работ (ЦЕРН) около Женевы, умеют узреть первые следы физики за пределами имеющейся теории, описывающей структуру вещества. Это же указание вытекает из крайнего анализа заданных, собранных тестом LHCb в 2011-2012 годы.

    В ЦЕРНе заметили первые лучи новейшей физики

    «Если обрисовать все языком кино, когда-то у нас существовало несколько утекших сцен из давно ожидаемого бестселлера, однако сейчас БАК, в конце концов, обрадовал фанатов первым действительным трейлером», — разговаривает доктор Мариуш Витек (IFJ PAN).

    Для описания структуры вещества на шкале простых частиц мы используем Обычную фотомодель, теоретическую базу, сформулированную в 1970-е годы. Крупицы, кои мы сейчас считаем простыми, играются различные участия. Бозоны переносят силы: фотоны связывают с электрическими взаимодействиями, восемь типов глюонов несут ответственность за мощное взаимодействие, а уж бозоны W+, W- и Z0 посредничают в хлипких взаимодействиях.

    Вещество появляется частичками под заглавием фермионы, кои разделяются на кварки и лептоны. В Обычной фотомодели существуют шесть типов кварков (верхний, нижний, странноватый, очарованный, очаровательный, настоящий) и шесть типов лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны и три соответственных им же нейтрино). Не так давно обнаруженный бозон Хиггса обеспечивает крупицы толпой (все, за исключением глюонов и фотонов).

    «До этого времени все измерения соответствовали пророчествам Обычной фотомодели. Все же мы знаем, что Обычная фотомодель и не может растолковать все индивидуальности Вселенной. Она и не предвещает массы частиц не ведает нам, посему фермионы организованы в три семьи. Откуда взялось доминирование материи над антиматерии во Вселенной? Что этакое черная материя? Эти вопросцы остаются без ответа. Наиболее тамошнего, гравитация вообщем и не заходит в эту фотомодель, а уж эту силу мы испытываем ежедневно», — говорит Витек.

    До сего времени ученые, работающие на БАК, были сосредоточены на поиске бозона Хиггса (опыты ATLAS и CMS), создании различий меж материей и антиматерией (опыт LHCb) и испытаниях кварк-глюонной плазмы (опыт ALICE). Сейчас внимание все больше уделяется поиску новеньких простых частиц за пределами Обычной фотомодели.

    В ЦЕРНе заметили первые лучи новейшей физики

    Опыты ATLAS и CMS пробуют узреть этакие частиц впрямую. Но нельзя исключать, что толпа новеньких частиц очень высока, дабы них можно существовало произвести на энергиях ускорителя БАК. Тогда-то одиним-единственным методом поиска новеньких частиц будет наблюдение за воздействием новеньких частиц на явления, кои мы смотрим при малорослых энергиях. Этакое воздействие может проявляться в конфигурациях частоты распада очаровательных мезонов либо углового рассредотачивания товаров них распада.

    В 2011 году, скоро опосля сбора первых образцов опыта LHCb, существовала найдена таинственная аномалия, касающаяся очаровательного мезона. Эти мезоны состоят из несложного кварка, который мы можем определить в протонах и нейтронах, образующих вещество вокруг нас, и томного очаровательного антикварка, который возможно сотворен на БАК. Крупицы, состоящие из нескольких кварк-антикварк, являются неуравновешенными, эдак что резво разлагаются.

    Аномалию нашли в распаде B-мезона, содержащего два мюона посреди собственных товаров. При описании конечного состояния сего распада нужно перед началом восьми свойств. Они формулируют угловое рассредотачивание товаров распада, другими словами углы, под которыми разлетаются крупицы. Обычный способ распознавания этих свойств может привести к неверным результатам для маленького цифры этаких наблюдаемых распадов. Целитель Марцин Кржашич из IFJ PAN, один из основных создателей анализа, предложил другой способ, в каком каждый параметр определяется независимо от остальных.

    «Мой подход можно уподобить определению года, в который был изготовлен домашний портрет. Заместо тамошнего дабы глядеть на картинку в целом, предпочтительнее проанализировать каждого человека раздельно, и с данной точки зрения постараться обусловить год, в который был изготовлен снимок», — поясняет Кржашич.

    Крайний анализ важен не совсем только собственной точностью. Результаты заданных 2011 года подтвердились заданными 2012 года. Это же наращивает возможность тамошнего, что физики столкнулись с подлинным явлением, а уж и не неожиданным артефактом измерений.

    «В поиске новеньких явлений либо новеньких частиц, подразумевается, что когда спецэффект различается от пророчества заядлой теории наиболее чем на три обычных отличия — 3 сигма, — это служит указанием, однако мы и не можем твердить о открытии, пока что уровень точности и не возрастет перед началом 5 сигма. Выражаясь чуть по другому, 5 сигма значит, что мы имеем дело с вероятностью все меньше 0,000035%, что случайные флуктуации могли вызвать замеченный нами итог. В текущее время наблюдения этаких распадов привели наш анализ к отклонению в 3,7 сигма. Эдак что мы все гораздо и не можем твердить о открытии, однако очевидно движемся в увлекательном направлении», — разговаривает Кржашич.

    Что возможно предпосылкой наблюдаемого спецэффекта? Более пользующейся популярностью догадкой посреди теоретиков является существование новенького промежного бозона Z’, участвующего в распаде B-мезонов. Это же а также поясняет альтернативный, несколько наиболее слабенький спецэффект, наблюдаемый в остальных распадах B-мезонов, определяя универсальность лептонов. Все же в рамках Обычной фотомодели все это же и не кажется невообразимым: может быть, теоретические расчеты и не принимают во внимание ряд немаловажных причин, влияющих на механизм распада.

    БАК не так давно начал еще один раунд столкновения протонов на наиболее больших уровнях энергии, к финалу коего физики получат новейший пул заданных для анализа. Станет ли действительностью новенькая физика?

    Как только разговаривает доктор Витек: «Все эдак же, как только с оптимальным фильмом: все задаются вопросцем, что будет в финале, и никто и не намерено ждать».