Эксперимент LHCb в ЦЕРН
Добро пожаловать в «зептовселенную», мир беспрецедентно малых масштабов. Новый анализ данных Большого адронного коллайдера выявил чрезвычайно редкий распад частицы, открывающий путь к исследованию этого мира и его тайн.
Стандартная модель физики частиц описывает все известные частицы и их взаимодействия, но не объясняет тёмную материю и тёмную энергию, которые составляют большую часть нашей Вселенной. Поэтому исследователи проверяют её предсказания в экспериментах на коллайдерах, пытаясь найти признаки новых частиц и взаимодействий.
Теперь Паула Коллинз и её коллеги из эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе неподалёку от Женевы получили первые свидетельства редкого распада с участием beauty‑кварка, который открывает новое направление для таких поисков.
Частицы с beauty‑кварками часто рождаются при столкновениях в БАК, однако исследователей интересовал конкретный процесс, при котором антикварк beauty и d‑кварк внутри нейтрального B‑мезона превращаются в пару мюон‑антимюон, в результате чего возникает пара из мюона и антимюона, более тяжёлых родственников электрона, которые можно зарегистрировать.
«Эти очень, очень редкие распады почти невозможны в рамках нынешних законов физики, — говорит участник команды Гарри Клифф из Кембриджского университета. — Такое происходит лишь с одной из десяти миллиардов частиц с beauty‑кварком».
Результат пока остаётся предварительным: неопределённость сравнительно велика, а статистическая значимость составляет 3,2 сигма, тогда как золотым стандартом для объявления открытия считается 5 сигма.
По словам Клиффа, будущие эксперименты должны уменьшить эту неопределённость, однако уже нынешние данные позволяют проникнуть в «зептовселенную», мир масштабов порядка секстиллионных долей метра, самых малых из когда‑либо исследованных.
Под «зептовселенной» понимают физику на масштабах порядка зептометра, то есть (10^{-21}) метра. На упомянутый распад могут влиять тяжёлые виртуальные частицы, и чем они тяжелее, тем меньшему пространственному масштабу соответствует происходящее. В результате хотя мы и не можем построить микроскоп для таких масштабов, но мы можем исследовать свойства физики, выводя их из свойств этого редкого распада.
Правда, пока ничего нового там не нашли — наоборот, эксперимент стал ещё одной проверкой Стандартной модели, с которой он прекрасно согласуется, не исключая при этом того, что мы в будущем сможем найти там что‑нибудь неожиданное.
Источник: habr.com