Фото: pixabay.com"Нам нужно чуть больше данных, чтобы понять, что мы столкнулись с неким случайным совпадением, или же этот результат будет подтвержден в ходе наблюдений за другими распадами на LHCb или на других установках. Это станет первым прямым указанием на существование "новой физики" и позволит нам начать обсуждать, какие следующие эксперименты нужно проводить", – отметил ученый.
По его словам, речь идет о нарушениях так называемой универсальности лептонных взаимодействий. Это один из ключевых принципов Стандартной модели, он гласит, что все виды лептонов – электроны, мюоны и таоны – должны взаимодействовать с окружающим миром одинаково, с поправкой на различия в массе.
На рубеже веков физики CERN, работавшие с коллайдером LEP, обнаружили намеки на то, что это правило может нарушаться во время распада самых тяжелых субатомных частиц – топ-кварков. Результаты их измерений показали, что в ходе подобных реакций таоны возникали заметно чаще мюонов, что не соответствует предсказаниям Стандартной модели.
Несколько лет назад намеки на подобные аномалии обнаружили исследователи, работающие с одной из установок Большого адронного коллайдера – LHCb. Они наблюдали за распадами B-мезонов – экзотических частиц, которые состоят из двух кварков. Недавно представители LHCb заявили, что подтвердили результаты более ранних измерений и увеличили их статистическую значимость до уровня 3,3 сигма (1 случайная ошибка на тысячу попыток).
К подобным выводам специалисты пришли, изучая итоги крайне редких распадов B-мезонов. При этом подобные частицы превращаются в каон и мюонные или электрон-позитронные пары. Сравнив, как часто происходят подобные распады, участники LHCb обнаружили, что пары мюонов возникали значительно чаще, чем электроны и позитроны. Причем уровень этих расхождений полностью совпал с тем, который был зафиксирован в ходе предыдущих наблюдений за распадами B-мезонов.
Выход на уровень в три сигма, по словам Голутвина, считается очень важным в физике частиц. Он показывает, что подобные аномалии в поведении частиц действительно могут претендовать на статус полноценного открытия. Для этого необходимо, чтобы статистическая значимость этих замеров достигла отметки в пять сигма. Ученый считает, что это произойдет уже в ближайшие полтора года.
"Пока рано говорить об открытии – мы получили лишь первые указания на него. Нужно ждать подтверждения на других установках, в первую очередь, на японской фабрике B-мезонов Belle, а также в последующих опытах на LHCb и других экспериментах БАК. При этом, на мой взгляд, уже сейчас можно сказать, что это еще более важный и интересный результат, чем открытие бозона Хиггса", – пояснил Голутвин.
По его словам, достаточное количество данных, необходимых для окончательного подтверждения или опровержения этих указаний на нарушение лептонной универсальности, будут накоплены уже в ближайший год или полтора года. Если выводы физиков CERN подтвердятся, то это приведет, как считает Голутвин, к открытию первых свидетельств существования новых частиц, чье поведение нельзя описать положениями Стандартной модели.
"Если это открытие подтвердится, теоретикам придется поработать над объяснением подобного поведения лептонов. В частности, это может указывать на существование лептокварков, нового класса частиц за пределами Стандартной модели, чья масса будет настолько большой, что напрямую эти частицы нельзя обнаружить не только на БАК, но и на любом ускорителе частиц, который можно построить в ближайшие десятилетия", – отметил физик.
Изучение этих частиц и сил, управляющих их поведением, как подытожил ученый, потребует настоящей революции в теории и приведет к большим изменениям в стратегии развития физики элементарных частиц, в том числе и в том, как будут проводиться новые эксперименты и строиться последующие ускорители высоких энергий.
