Nový výsledek experimentu LHCb zpochybňuje průkopnickou teorii fyziky

Spolupráce LHCb v CERNu zjistila, že částice se nechovají tak, jak by se měly chovat podle hlavní teorie fyziky částic – standardního modelu.

Standardní model fyziky částic to předpovídá zrna Volané kosmetické kvarky, které byly měřeny v experimentu LHCb, se musí rozpadat rovnoměrně na miony nebo elektrony. Nový výsledek však naznačuje, že k tomu nemusí dojít, což může naznačovat přítomnost nových částic nebo interakce, které standardní model nevysvětlil.

Fyzici z Imperial College v Londýně a univerzit v Bristolu a Cambridge vedli analýzu dat, aby dospěli k tomuto závěru, s financováním z Rady pro vědecká a technologická zařízení. Výsledek byl oznámen dnes v Konference Moriond Electroweak Physics A Publikováno jako hrubý koncept.

Nad rámec standardního modelu

Standardní model je současná nejlepší teorie ve fyzice částic a popisuje vše, co je známo Základní částice To tvoří náš vesmír a síly, s nimiž interagují.

Standardní model však nedokáže vysvětlit některá nejhlubší tajemství moderní fyziky, včetně čeho Temná hmota Skládá se z nerovnováhy hmoty a antihmoty ve vesmíru.

Vědci tedy hledali částice, které se chovají různými způsoby, než by se dalo očekávat ve standardním modelu, aby pomohly vysvětlit některé z těchto záhad.

„Ve skutečnosti jsme se třásli, když jsme se poprvé podívali na výsledky, byli jsme tak nadšení. Naše srdce bili o něco rychleji,“ řekl Dr. Mitch Patel z císařského katedry fyziky a jeden z předních fyziků za měřením.

„Je příliš brzy na to, abychom řekli, zda to skutečně představuje odchylku od standardního modelu, ale díky potenciálním důsledkům jsou tyto výsledky těmi nejzajímavějšími věcmi, které jsem za 20 let v oboru udělal.

Stavební kameny přírody

Dnešní výsledky byly získány experimentem LHCb, jedním ze čtyř masivních detektorů částic v Large Hadron Collider (LHC) Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN).

LHC je největší a nejsilnější urychlovač částic na světě – zrychluje subatomární částice téměř na rychlost světla, než se srazí. Tyto srážky vytvářejí záblesk nových částic, které fyzici zaznamenávají a studují, aby lépe porozuměli základním stavebním kamenům přírody.

Aktualizovaná analogie se diví o přírodních zákonech, které zacházejí s elektrony a jejich těžšími bratranci, miony, symetricky, s výjimkou malých rozdílů kvůli jejich různým hmotnostem.

Podle standardního modelu interagují miony a elektrony se všemi silami stejným způsobem, takže kosmetické kvarky vytvořené v LHCb se musí rozpadat na miony stejně jako u elektronů.

Ale tato nová měření naznačují, že rozpad může nastat při různých rychlostech, což by mohlo naznačovat, že bezprecedentní částice odvracejí váhy z mionů.

Císařský doktorát. Student Daniel Moyes, který poprvé oznámil výsledky na konferenci Moriond Electroweak Physics, uvedl: „Výsledek poskytuje zajímavý náznak nové základní částice nebo síly interagující způsobem, který částice, o nichž je v současné době známo, že ne.

„Pokud to potvrdí další měření, mělo by to zásadní vliv na naše chápání přírody na základní úrovni.“

Žádný samozřejmost

V částicích Fyzika„Zlatým standardem pro detekci je pět standardních odchylek – to znamená, že existuje šance 1 ku 3,5 milionu, že výsledkem bude náhoda. Tento výsledek jsou tři odchylky – což znamená, že stále existuje šance 1 z 1000, že měření je statistická náhoda. Je tedy příliš brzy na to, abychom dospěli k pevným závěrům.

Dr. Michael McCann, který také hrál hlavní roli v císařském týmu, řekl: „Víme, že je třeba objevovat nové částice, protože naše současné chápání vesmíru se v mnoha ohledech zkracuje – nevíme, jaké 95 procent z vesmíru je vyrobeno, nebo proč existuje taková nerovnováha. Velký rozdíl mezi hmotou a antihmotou a nerozumíme vzorům ve vlastnostech částic, o kterých víme.

„I když si musíme počkat na potvrzení těchto výsledků, doufám, že se na to jednoho dne podíváme jako na zlomový okamžik, kdy začneme odpovídat na některé z těchto základních otázek.“

Spolupráce LHCb nyní bude muset své nálezy dále ověřovat shromažďováním a analýzou dalších údajů, aby zjistila, zda přetrvávají důkazy pro některé nové jevy. Očekává se, že experiment LHCb začne sbírat nová data příští rok po upgradu detektoru.