Неожиданное измерение бозонов угрожает Стандартной модели физики

После десятилетия точных измерений ученые объявили в четверг, что фундаментальная частица W бозон Она имеет гораздо большую массу, чем теория, которая сотрясает основы нашего понимания того, как устроена Вселенная.

Эти основы основаны на Стандартная форма В физике элементарных частиц это лучшая теория, которая есть у ученых для описания основных строительных блоков Вселенной и сил, управляющих ими.

Бозон W управляет так называемым слабым взаимодействием, одним из Четыре основные силы Природа и, следовательно, столп Стандартной модели.

Но новый поиск Опубликовано в знать Он сказал, что более точное измерение, сделанное для W-бозона, прямо противоречит предсказаниям модели.

Ашутош Котвал, физик из Университета Дьюка, который руководил исследованием, сообщил AFP, что в результате более 400 ученых в течение 10 лет изучили четыре миллиона бозонов-кандидатов из «набора данных о примерно 450 триллионах столкновений».

Эти столкновения, которые происходили при столкновении частиц друг с другом на головокружительных для изучения скоростях, были совершены Теватронный коллайдер в американском штате Иллинойс.

Ускоритель частиц был самым мощным в мире до 2009 года, когда заменил его Большой адронный коллайдер Недалеко от Женевы, которая славится наблюдением бозон Хиггса Через несколько лет.

Теватрон перестал работать в 2011 году, но с тех пор ученые из Collider Detector в Fermilab (CDF) подсчитывали цифры.

Диаграмма, показывающая основные частицы Стандартной модели. (Научная тревога)

«Трещины» в модели

Стандартная модель — «вероятно, самая успешная научная теория из когда-либо записанных», — сказал Гарри Клифф, специалист по физике элементарных частиц из Кембриджского университета, работающий на Большом адронном коллайдере.

«Он может делать фантастически точные прогнозы», — сказал он. Но если эти прогнозы окажутся неверными, тогда можно будет не только модифицировать модель.

«Это похоже на карточный домик, ты так сильно дергаешь за кусок, что все разваливается», — сказал Клифф агентству AFP.

Стандартная модель не лишена недостатков.

Например, не учитывается темная материякоторый вместе с темная энергия Считается, что он составляет 95 процентов Вселенной. Он также говорит, что Вселенной вообще не обязательно существовать, потому что большой взрыв Оно должно было истребить себя.

Более того, в модели недавно были обнаружены «некоторые трещины», заявили физики в сопроводительном сообщении. знать Артикул — товар.

«В рамках этих подсказок о том, что в Стандартной модели отсутствуют части, мы предоставили еще одно очень важное и довольно существенное свидетельство», — сказал Котвал.

«Это либо крупное открытие, либо проблема в анализе данных», — сказал Жан Старк, физик и директор по исследованиям французского института CNRS, ожидая «горячих дискуссий в ближайшие годы».

«Необычные обвинения требуют экстраординарных доказательств», — сказал он AFP.

«Большое дело»

Ученые CDF заявили, что они определили массу бозона W с точностью 0,01 процента, что вдвое превышает точность предыдущих попыток.

Они сравнили его с гориллой весом 350 кг (800 фунтов) и 40 граммов (1,5 унции).

Они обнаружили, что бозон отличается от предсказания Стандартной модели на семь стандартных отклонений, также называемых сигмой.

Клифф сказал, что если вы подбросите монетку, «шансы получить результат пяти сигм по глупой случайности составляют один к трем с половиной миллионам».

«Если это правда, а не систематическая предвзятость или непонимание того, как выполняются вычисления, это огромная проблема, потому что это означает, что в нашей Вселенной есть новый, фундаментальный компонент, который мы не обнаружили раньше», — сказал он. .

«Но если вы собираетесь сказать что-то настолько важное, как мы нарушили Стандартную модель физики элементарных частиц, и есть новые частицы, которые нужно открыть, чтобы убедить людей, что вам, вероятно, потребуется более одного измерения из более чем одного эксперимента».

«Теперь дело за сообществом теоретической физики и другими экспериментами, чтобы пролить свет на эту тайну», — сказал представитель CDF Дэвид Тупак.

И после десятилетия измерений Котвал еще не сделан.

«Мы следуем подсказкам и не жалеем усилий, не переворачивая его, поэтому мы узнаем, что это значит».

© АФП