Могут ли новые данные опытов на Большом адронном коллайдере изменить представление о физике

В октябре 2021-го появилась новая информация о результатах опытов на Большом адронном коллайдере. Ученые предполагали, что они могут перевернуть представление о современной физике.

Большому адронному коллайдеру неоднократно прочили роль причины конца света. Крупнейшая в мире экспериментальная установка привлекает внимание своими размерами (длина главного кольца – более 26 км) и непонятным многим предназначением. БАК позволяет изучать поведение разогнанных тяжелых ионов и протонов. Кольцевой ускоритель создает уникальные условия для слежения за элементарными частицами.

Главное открытие Большого адронного коллайдера

В 2012-м система Женевского исследовательского центра позволила обнаружить бозон Хиггса. Открытие позволило окончательно сформировать Стандартную модель. Она показывает, что на все существующие структуры действует 4 основных типа сил:

• сильные;
• слабые;
• электромагнитные;
• гравитационные.

Последним, согласно Стандартной модели, неподвластны элементарные частицы. Результаты эксперимента LHCb от 2017-го позволили предположить близость нового открытия в этой области. Проект посвящен b-кваркам («прелестным» или от beauty) – 3-му поколению фермионов. Так называют частицы, лежащие в основе любой материи.

Что нового известно об эксперименте LHCb

B-кварки существуют триллионные доли секунды. По Стандартной модели, такой короткий период жизни объясняется наличием только слабых взаимодействий. Ученые предполагали, что определили универсальный механизм b-кварков и более тяжелых b-мезонов. При распаде частицы должны давать одинаковое количество электронов и мюонов.

В 2017-м участники эксперимента LHCb опровергли эту гипотезу. Но тогда, по словам одного из исследователей, Игоря Бойко, точности результатов было недостаточно для объявления об открытии.

«Требовалось хотя бы 5 сигм. Тогда точность оценки составила около 2,5 сигмы», — отметил кандидат физико-математических наук.

Показатель означал погрешность около 1%. В марте 2021-го исследователям удалось довести его до 0,3% (3 сигмы). Новые данные показали, что распад b-кварков ведет к образованию большего количества электронов – соотношение с мюонами составляло примерно 1:0,85. Специалисты предположили, что причиной неоднородности может быть пока неизвестная сила или частица.

Планы по продолжению опытов на Большом адронном коллайдере

Обнаружение новых структур или явлений способно оспорить Стандартную модель. Но пока она остается актуальной. Новые данные экспериментов в Большом адронном коллайдере действительно показали, что распад b-кварков приводит к образованию мюонов почти на 70% чаще, чем электронов. Но точность результатов составила 1,5 сигмы. Ученые планируют продолжить наблюдения, чтобы разобраться в вопросе.

Опыты на БАК предполагают существование пока неизвестной частицы – лептокварка. Она должна помогать лептонам и кваркам взаимодействовать друг с другом.