ПОСЛЕЗАВТРА

Ученые из ЦЕРН, дома Большого адронного коллайдера, недавно наблюдали невероятно редкое явление на субатомном уровне, которое может привести к новому пониманию стандартной модели физики элементарных частиц.

В рамках эксперимента NA62 исследователи обнаружили и измерили ультра-редкую форму распада субатомной частицы, называемой каоном. Это одно из самых редких взаимодействий в физике частиц: по словам ученых, менее одного из десяти миллиардов каонов распадается таким образом.

Стандартная модель предсказывает этот распад каонов, который называют “золотым каналом”, с высокой точностью. Таким образом, наблюдение этого явления на практике дает уникальную возможность проверить наше текущее понимание субатомного мира.

“Если мы зафиксируем отклонение от [стандартной модели], это явный признак новой физики”, — сказала Кристина Лаззерони, физик-частиц из Бирмингемского университета, работающая над экспериментом, в интервью Interesting Engineering.

Каоны, также известные как K-мезоны, состоят из двух кварков. Заряженные каоны — объект исследования — содержат верхний кварк и антикварк странного кварка.

Без углубления в технические подробности, важно знать, что в случае ультра-редкого распада, который исследовали ученые, заряженные каоны распадаются на три другие частицы: заряженную частицу под названием пи-мезон, нейтрино и антинейтрино.

Чтобы наблюдать этот процесс, исследователи использовали ускоритель частиц — Суперпротонный синхротрон ЦЕРН, который направлял высокоинтенсивный пучок протонов в неподвижную мишень. Это приводило к выбросу вторичных частиц, включая каоны, которые были точно измерены детектором.

И, удачно совпав с моментом, ученым удалось поймать каоны в этом редчайшем действии: распад происходил примерно 13 раз на 100 миллиардов случаев.

Это исключительно редко. Но, как утверждают исследователи, частота таких распадов оказалась примерно на 50% выше, чем предсказывает стандартная модель, что требует дальнейшего изучения и объяснения.

Однако это не обязательно означает “смертный приговор” для стандартной модели. Из-за присущей измерениям неопределенности вполне возможно, что ее предсказания совместимы с полученными результатами.

Тем не менее, это самое точное наблюдение такого рода на сегодняшний день. Ранее ученые уже фиксировали ультра-редкий распад каонов, но это первый случай, когда он был измерен с уровнем значимости в пять стандартных отклонений, или пять сигма — это стандарт для признания открытия в физике частиц. В зависимости от явления, это означает, что вероятность статистической ошибки составляет от 0,00003% до 0,00006%.

“Поиск новых намеков на физику в этом распаде требует больше данных, но этот результат — большой шаг вперед и усиливает интерес к этому направлению исследований”, — сказал координатор физической части NA62 Карим Масри в заявлении, касающемся работы.

www.tgoop.com/zen_dat/765

16 viewsOct 3, 2024 at 08:10

Ученые из ЦЕРН, дома Большого адронного коллайдера, недавно наблюдали невероятно редкое явление на субатомном уровне, которое может привести к новому пониманию стандартной модели физики элементарных частиц.

В рамках эксперимента NA62 исследователи обнаружили и измерили ультра-редкую форму распада субатомной частицы, называемой каоном. Это одно из самых редких взаимодействий в физике частиц: по словам ученых, менее одного из десяти миллиардов каонов распадается таким образом.

Стандартная модель предсказывает этот распад каонов, который называют “золотым каналом”, с высокой точностью. Таким образом, наблюдение этого явления на практике дает уникальную возможность проверить наше текущее понимание субатомного мира.

“Если мы зафиксируем отклонение от [стандартной модели], это явный признак новой физики”, — сказала Кристина Лаззерони, физик-частиц из Бирмингемского университета, работающая над экспериментом, в интервью Interesting Engineering.

Каоны, также известные как K-мезоны, состоят из двух кварков. Заряженные каоны — объект исследования — содержат верхний кварк и антикварк странного кварка.

Без углубления в технические подробности, важно знать, что в случае ультра-редкого распада, который исследовали ученые, заряженные каоны распадаются на три другие частицы: заряженную частицу под названием пи-мезон, нейтрино и антинейтрино.

Чтобы наблюдать этот процесс, исследователи использовали ускоритель частиц — Суперпротонный синхротрон ЦЕРН, который направлял высокоинтенсивный пучок протонов в неподвижную мишень. Это приводило к выбросу вторичных частиц, включая каоны, которые были точно измерены детектором.

И, удачно совпав с моментом, ученым удалось поймать каоны в этом редчайшем действии: распад происходил примерно 13 раз на 100 миллиардов случаев.

Это исключительно редко. Но, как утверждают исследователи, частота таких распадов оказалась примерно на 50% выше, чем предсказывает стандартная модель, что требует дальнейшего изучения и объяснения.

Однако это не обязательно означает “смертный приговор” для стандартной модели. Из-за присущей измерениям неопределенности вполне возможно, что ее предсказания совместимы с полученными результатами.

Тем не менее, это самое точное наблюдение такого рода на сегодняшний день. Ранее ученые уже фиксировали ультра-редкий распад каонов, но это первый случай, когда он был измерен с уровнем значимости в пять стандартных отклонений, или пять сигма — это стандарт для признания открытия в физике частиц. В зависимости от явления, это означает, что вероятность статистической ошибки составляет от 0,00003% до 0,00006%.

“Поиск новых намеков на физику в этом распаде требует больше данных, но этот результат — большой шаг вперед и усиливает интерес к этому направлению исследований”, — сказал координатор физической части NA62 Карим Масри в заявлении, касающемся работы.

BY ПОСЛЕЗАВТРА