Все частицы в коллайдере крайне
нестабильны и распадаются на другие частицы через очень короткий
промежуток времени, почти сразу после возникновения. Эти распады и
являются предметом наблюдений физиков. Только так можно "увидеть", что
происходило в космосе, когда он только что родился.
Однако наблюдения проходят
небезосновательно: никто бы не стал строить такую огромную конструкцию,
если бы у физиков не было потребности в доказательстве или опровержении
какой-либо стройной теории. Этой теорией стала Стандартная модель, а её
оппонентом — теория суперсимметрии.
Сторонники последней считают, что Стандартная модель — далеко не так
точна, и если провести ряд экспериментов с высокими энергиями, то она
даст трещину и какой-то распад пройдёт не так, как предполагалось.
Все надеялись, что эксперимент по поиску бозона Хиггса
завершит эти споры. Но сам факт существования этой частицы уже говорит о
том, что Стандартная модель работает идеально и ни в каких
дополнительных теориях не нуждается.
Но сторонники суперсимметрии не
сдавались: эксперименты в коллайдере продолжают проводиться, и недавно
учёные объявили о результатах одного из них. Физики в ЦЕРНе стали
свидетелями крайне редкого явления — распада Bs-мезона (частицы, состоящей из пары кварк-антикварк) на два мюона (эдакого очень тяжёлого электрона).
Учёные собрали данные экспериментов, полученные на Компактном мюонном соленоиде и самом БАКе, и проанализировали их с помощью сверхмощных компьютеров. Такой распад Bs-мезона
происходит далеко не каждый раз. Чтобы стать свидетелем этого явления,
нужно рассмотреть огромное множество распадов, и лишь в трёх случаях из
миллиарда Bs-мезон распадётся на два мюона. Коллайдер
провоцирует сотни миллионов столкновений частиц ежесекундно, а значит,
исследователям нужно проанализировать триллионы случаев взаимодействий
частиц, чтобы добраться до распада Bs-мезона.
"По сравнению с охотой на такой редкий распад поиск иголки в стоге сена кажется простой задачей", — заявили физики в пресс-релизе БАКа.
Но сложная задача была выполнена, и
распад проинспектировали особенно тщательно. Он прошёл как по учебнику, а
точнее, именно так, как предсказывала Стандартная модель. Это в
очередной раз подтвердило, что она работает, а теория суперсимметрии не
пригодилась.
Казалось бы, зачем пытаться опровергнуть
работающую теорию? Дело в том, что она предельно точна, когда речь идёт
об элементарных частицах и их взаимодействиях, но существенные
недостатки у неё тоже есть. Стандартная модель не описывает такую силу,
как гравитация, а также, согласно ей, никакой тёмной материи и тёмной энергии
существовать не должно. Мы видим лишь 5% от всей существующей материи и
энергии, и только на этих пяти процентах и работает Стандартная модель.
Более того, она не объясняет главного — преобладания вещества над антивеществом. Вот почему учёные стараются её либо опровергнуть, либо расширить. В научных кругах это называется поиском "новой физики".
"Анализ этого крайне редкого распада
показал, что поиск новой физики и доказательств суперсимметрии будет
очень сложным. Наша команда учёных с нетерпением ждёт нового запуска
Большого адронного коллайдера, только с ещё более высокими энергиями.
Надеюсь, мы вскоре сможем выяснить, почему новая физика так усердно от
нас прячется", — говорит Валь Гибсон (Val Gibson), глава Кэмбриджской группы физики частиц и участница эксперимента на БАКе.
До тех пор, пока каждый эксперимент будет
лишь доказывать работоспособность Стандартной модели, а теория
суперсимметрии и новая физика будут существовать лишь на словах, загадки
космоса разгадать будет невозможно. Но самое забавное, что к таким
загадкам относятся не только антивещество, тёмная материя и тёмная
энергия, но и самая привычная физическая сила — гравитация. Ждём
результатов дальнейших экспериментов.
Также по теме:
Видео: Наука 2.0. Симметрия и суперсимметрия
Физики опровергли свидетельства двойного безнейтринного бета-распада
Физики впервые поймали неизвестную субатомную частицу из четырёх кварков
Видео: Коллайдер не подтвердил теорию Суперсимметрии
Эксперимент на Большом адронном коллайдере опроверг современную теорию мироздания
Коллайдер заработал всерьёз. Ученые пытаются проникнуть в тайну возникновения Вселенной
|