Редкое Открытие Субатомных Частиц Расширяет Границы Современной Физики

{h1}

Физики на большом адронном коллайдере наблюдали очень необычный распад частиц, который накладывает новые ограничения на стандартную модель, управляющую физикой частиц.

Наблюдения за чрезвычайно редкими действиями субатомных частиц позволили ученым установить один из самых строгих ограничений на все еще существующую теорию физики элементарных частиц.

Физики крупнейшего в мире ускорителя частиц, Большого адронного коллайдера (LHC) в Женеве, Швейцария, наблюдали распад частицы типа B-мезонов на другие частицы, называемые мюонами, - очень необычное явление. Измеряя, как часто это происходит, ученые могут проверить прогнозы, сделанные Стандартной моделью, теорией, которая управляет миром этих крошечных частиц.

Эта теория очень успешна в описании всех известных строительных блоков материи, включая протоны, нейтроны и электроны, которые составляют атомы, и многих из их более экзотических кузенов. Все же физики знают, что Стандартная Модель неполна, потому что она не включает темную материю или темную энергию.

Эти невидимые компоненты вселенной никогда не были обнаружены напрямую, но считается, что они составляют 96 процентов космоса. Физики надеются, что, изучая некоторые из самых редких событий, связанных с частицами, они могут приблизиться к обнаружению дыр в Стандартной модели и открытию новой физики. [Рассечены мельчайшие частицы природы (инфографика)]

Взрывающиеся новые частицы

Результаты получены из эксперимента на LHC под названием LHCb (для LHC Beauty), который сталкивает протоны друг с другом внутри подземного кольца длиной в 17 миль (27 км) ускорителя.

Когда протоны сталкиваются, они создают энергетические взрывы, которые порождают множество других частиц - некоторых мирских, а некоторых экзотических. Некоторые из них включают B-мезоны, в частности, вид, называемый Bs (B-sub-s) -мезон, который состоит из странного кварка и нижнего антикварка. (Все частицы в Стандартной модели имеют частицы-партнеры антивещества, имеющие одинаковую массу, но противоположный заряд. Антикварк является партнером антивещества для кварка, который является компонентом протонов и нейтронов.)

Мезоны Bs являются нестабильными частицами, которые обычно возникают менее чем за секунду, а затем распадаются на что-то другое. Для них очень необычно, но не неслыханно, распадаться на два мюона.

Теперь ученые LHCb измерили точную скорость, с которой они распадаются на два мюона: менее 4,5 распадов на миллиард распадов Bs.

«Результат LHCb при распаде Bs до двух мюонов поднимает наши знания о Стандартной модели до беспрецедентного уровня и говорит нам о максимальном количестве новой физики, которое мы можем ожидать, если таковой имеется, в этом очень редком распаде», - сказал представитель LHCb Пьерлуиджи Кампана в заявление. «Мы знаем, что это важный результат для теоретического сообщества».

Странная антивещество

Новые результаты могут помочь пролить свет на загадку, почему Вселенная состоит в основном из материи, а не из антивещества.

Когда Вселенная была создана в Большом Взрыве около 13,7 миллиардов лет назад, она, вероятно, содержала почти равные части вещества и антивещества. Когда частица материи встречает своего брата-антивещества, эти две аннигилируют, чтобы стать чистой энергией.

По какой-то причине большая часть вещества и антивещества в ранней Вселенной, похоже, уничтожена, оставив после себя избыток вещества, который создал звезды, галактики и планеты, которые мы видим сегодня. Но ученые не знают, почему осталась материя.

Лучшее предположение физиков в отношении асимметрии между веществом и антивеществом состоит в том, что вещество и антивещество распадаются на другие частицы с немного различными скоростями. Исследуя редкие распады частиц, таких как мезон Bs, которые содержат антивещество, исследователи надеются приблизиться к ответу.

«Иногда мы чувствуем, что Ахиллес преследует черепаху», - говорит Кампана. «Мы считаем, что наше расстояние от новой физики неуклонно уменьшается вдвое, но мы в конечном итоге достигнем этого!»

Исследователи LHCb представили свои результаты сегодня (5 марта) на конференции Rencontres de Moriond в Ла Туиле, Италия.

Вы можете следить за старшей писательницей WordsSideKick.com Кларой Московиц в Твиттере.ClaraMoskowitz, Чтобы узнать больше научных новостей, следите за WordsSideKick.com в твиттере @wordssidekick.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com