Το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής προβλέπει ότι τα b κουάρκ θα πρέπει να διασπώνται εξίσου
Φυσικοί από το Imperial College London καιΤα πανεπιστήμια του Μπρίστολ και του Κέιμπριτζ ανέλυσαν τα δεδομένα για να παράγουν αυτό το αποτέλεσμα με οικονομική υποστήριξη από το Συμβούλιο Επιστήμης και Τεχνολογίας. Το αποτέλεσμα ανακοινώθηκε σήμερα στο συνέδριο Moriond Electroweak Physics και δημοσιεύθηκε ως προεκτύπωση.
Εκτός του τυπικού μοντέλου
Το τυπικό μοντέλο είναι το καλύτεροεπί του παρόντος μια θεωρία της σωματιδιακής φυσικής που περιγράφει όλα τα γνωστά θεμελιώδη σωματίδια που αποτελούν το Σύμπαν μας και τις δυνάμεις με τις οποίες αλληλεπιδρούν. Το πρόβλημα είναι ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν μπορεί να εξηγήσει μερικά από τα βαθύτερα μυστήρια στη σύγχρονη φυσική, συμπεριλαμβανομένου του τι αποτελείται από τη σκοτεινή ύλη και την ανισορροπία ύλης και αντιύλης στο σύμπαν.
Ως εκ τούτου, οι ερευνητές αναζήτησαν σωματίδια που συμπεριφέρονται διαφορετικά από ότι θα περίμενε κανείς στο πρότυπο μοντέλο. Ο στόχος είναι να εξηγήσουμε μερικά από αυτά τα μυστήρια.
«Όταν είδαμε για πρώτη φορά τα αποτελέσματαπείραμα, οι καρδιές μας χτυπούν λίγο πιο γρήγορα», λέει ο Mitesh Patel, PhD, από το τμήμα φυσικής του Imperial College του Λονδίνου. «Φυσικά, είναι πολύ νωρίς για να πούμε αν αυτό είναι πραγματικά μια απόκλιση από το Καθιερωμένο Μοντέλο». Και όμως αυτά τα αποτελέσματα είναι το πιο συναρπαστικό πράγμα που έχω κάνει εδώ και 20 χρόνια σε αυτόν τον τομέα».
Δομικά στοιχεία της φύσης
Τα αποτελέσματα που λέει ο φυσικός προέρχονται από το πείραμα LHCb, έναν από τους τέσσερις τεράστιους ανιχνευτές σωματιδίων στο μεγάλο Hadron Collider του CERN (LHC).
LHC - το μεγαλύτερο και πιο ισχυρό στον κόσμοσυγκολλητής σωματιδίων - επιταχύνει τα υποατομικά σωματίδια κοντά στην ταχύτητα του φωτός πριν τα συγκρούσουν μεταξύ τους. Αυτές οι συγκρούσεις παράγουν μια έκρηξη νέων σωματιδίων που οι φυσικοί καταγράφουν και μελετούν για να κατανοήσουν καλύτερα τα βασικά δομικά στοιχεία της φύσης.
Οι νέες διαστάσεις αμφισβητούν τους νόμουςφύση, που αντιμετωπίζουν τα ηλεκτρόνια και τα βαρύτερα αντίστοιχα τους, μιόνια, με τον ίδιο τρόπο, εκτός από μικρές διαφορές λόγω των διαφορετικών τους μαζών. Σύμφωνα με το πρότυπο μοντέλο, τα μιόνια και τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με όλες τις δυνάμεις με τον ίδιο τρόπο, έτσι τα κουάρκ b που δημιουργούνται στο LHCb θα πρέπει να αποσυντίθενται σε μιόνια τόσο συχνά όσο και σε ηλεκτρόνια.
Μια πολύ σπάνια διάσπαση ενός όμορφου μεσόνιου με τη συμμετοχή ενός ηλεκτρονίου και ενός ποζιτρονίου παρατηρείται στο LHCb. Πίστωση: Imperial College London.
Ωστόσο, οι νέες μετρήσεις δείχνουν ότι η αποσύνθεση συμβαίνει σε διαφορετικούς ρυθμούς. Αυτό μπορεί να υποδηλώνει προηγουμένως αόρατα σωματίδια που αναποδογυρίζουν τις κλίμακες μακριά από τα μιόνια.
«Το αποτέλεσμα του πειράματος προσφέρει μια συναρπαστικήένας υπαινιγμός ενός νέου θεμελιώδους σωματιδίου ή δύναμης που «λειτουργεί» εντελώς διαφορετικά από οτιδήποτε είναι γνωστό στην επιστήμη, εξηγεί ο Daniel Moyse, Ph.D. «Αν επιβεβαιωθεί από περαιτέρω μετρήσεις, αυτό θα έχει βαθύ αντίκτυπο στην κατανόησή μας για τη φύση στο πιο θεμελιώδες επίπεδο».
Ανοίγοντας πρότυπο χρυσού
Στη φυσική των σωματιδίων, το χρυσό πρότυποΟι ανακαλύψεις είναι πέντε τυπικές αποκλίσεις, πράγμα που σημαίνει ότι η πιθανότητα το αποτέλεσμα να είναι τυχαίο είναι 1 στα 3,5 εκατομμύρια. Το νέο αποτέλεσμα είναι τρεις αποκλίσεις μέχρι στιγμής. Υπάρχει πιθανότητα ότι η μέτρηση είναι στατιστική σύμπτωση, είναι 1 στα 1000. Επομένως, είναι πολύ νωρίς για να εξαχθούν συμπεράσματα.
«Πρέπει να υπάρχουν νέα, διαφορετικά σωματίδια, γιατίΗ τρέχουσα κατανόησή μας για το σύμπαν είναι από πολλές απόψεις αναληθής. Παρόλο που πρέπει να περιμένουμε την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων, ελπίζω ότι μια μέρα μπορούμε να το ξανασκεφτούμε ως σημείο καμπής στη φυσική », καταλήγει ο Dr. Michael McCann.
Τώρα η συνεργασία LHCb πρέπει να συνεχιστείελέγχοντας τα αποτελέσματά τους συγκεντρώνοντας και αναλύοντας περισσότερα δεδομένα για να δούμε αν υπάρχουν ακόμα στοιχεία για κάποια νέα φαινόμενα. Το πείραμα LHCb αναμένεται να ξεκινήσει τη συλλογή νέων δεδομένων τον επόμενο χρόνο μετά την αναβάθμιση του ανιχνευτή.
Διαβάστε περισσότερα
Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το μυθικό σωματίδιο του Odderon
Το πιο μυστηριώδες φυσικό φαινόμενο. Από πού προέρχεται η αστραπή και πώς είναι επικίνδυνο
b-quark - ένα κουάρκ με χρέωση −⅓ e, που ανήκει στοτρίτη γενιά. Είναι ένα ελαφρύτερο μέλος του διπλού αδύναμου διπλού κουάρκ, το οποίο περιλαμβάνει επίσης ένα πολύ βαρύτερο t-quark. Έχει μάζα 4,2-4,7 GeV, σχεδόν 5 φορές βαρύτερο από ένα νουκλεόνιο. Η διάρκεια ζωής του b-quark είναι περίπου 10⁻¹² s.
Το LHCb είναι το μικρότερο από τα τέσσερα μείζοναανιχνευτές στο LHC collider του ευρωπαϊκού οργανισμού πυρηνικής έρευνας CERN στη Γενεύη. Το πείραμα διεξάγεται για τη διερεύνηση της ασυμμετρίας της ύλης και της αντιύλης στις αλληλεπιδράσεις b-quark.