Az LHC-n végzett kísérlet megmutatta a b-kvarkok viselkedésének eltérését a standard modelltől

A részecskefizika szabványos modellje azt jósolja, hogy a b kvarkok egyformán bomlanak

akár müonok, akár elektronok.Az új LHCb eredmény azonban azt sugallja, hogy ez nem biztos, hogy így van. Ez új részecskék vagy kölcsönhatások létezését jelzi, amelyeket a Standard Modell nem magyaráz meg.

Fizikusok a londoni Imperial College-ból ésA bristoli és a cambridge-i egyetem elemezte az adatokat, hogy a Tudományos és Technológiai Tanács pénzügyi támogatásával elérjék ezt az eredményt. Az eredményt ma a Moriond Electroweak Physics konferencián jelentették be, és preprintként publikálták.

A standard modellen kívül

A standard modell a legjobbjelenleg a részecskefizika elmélete, amely leírja az Univerzumunkat alkotó összes ismert alapvető részecskét és azokat az erőket, amelyekkel kölcsönhatásba lépnek. A probléma az, hogy a Standard Modell nem tudja megmagyarázni a modern fizika legmélyebb titkait, beleértve azt is, hogy miből áll a sötét anyag, és az anyag és az antianyag egyensúlyhiánya a világegyetemben.

Ezért a kutatók olyan részecskéket kerestek, amelyek másképp viselkednek, mint amire a Standard Modellben számítani lehet. A cél ezeknek a rejtélyeknek a megmagyarázása.

„Amikor először láttuk az eredményeketA kísérlet során a szívünk egy kicsit hevesebben ver” – mondja Mitesh Patel, PhD, az Imperial College London fizika tanszékéről. "Természetesen még korai megmondani, hogy ez valóban eltérés-e a standard modelltől." És mégis ezek az eredmények a legizgalmasabb dolog, amit az elmúlt 20 évben ezen a területen tettem.”

A természet építőkövei

A fizikus szerint az eredmények az LHCb kísérletből származnak, amely a CERN nagy hadronütközőjének (LHC) négy hatalmas részecske-detektorának egyike.

LHC - a legnagyobb és legerősebb a világonrészecskeütköző - a szubatomi részecskéket a fénysebesség közelébe gyorsítja, mielőtt egymásnak ütközne. Ezek az ütközések új részecskék sorozatát hozzák létre, amelyeket a fizikusok rögzítenek és tanulmányoznak, hogy jobban megértsék a természet alapvető építőköveit.

Az új dimenziók megtámadják a törvényekettermészet, amely az elektronokat és nehezebb társaikat, a müonokat ugyanúgy kezeli, kivéve a különböző tömegükből adódó kis különbségeket. A standard modell szerint a müonok és az elektronok ugyanúgy kölcsönhatásba lépnek az összes erővel, így az LHCb-ben keletkező b kvarkoknak ugyanolyan gyakran kell müonokká bomlaniuk, mint elektronokká.

Egy gyönyörű mezon nagyon ritka bomlása figyelhető meg elektron és pozitron részvételével az LHCb-n. Hitel: Imperial College London.

De új mérések szerint a bomlás különböző ütemben történik. Ez azt jelezheti, hogy korábban nem látott részecskék elvetik a mérleget a müonoktól.

„A kísérlet eredménye érdekesegy utalás egy új alapvető részecskére vagy erőre, amely teljesen másként „működik”, mint bármi, amit a tudomány ismer – magyarázza Daniel Moyse, Ph.D. "Ha további mérések is megerősítik, ez mélyreható hatással lesz a természet megértésére a legalapvetőbb szinten."

Nyitó arany színvonal

A részecskefizikában az aranystandardA felfedezések öt szórás, ami azt jelenti, hogy annak valószínűsége, hogy az eredmény véletlenszerű lesz, 3,5 millióból 1. Az új eredmény eddig három eltérés. Valószínű, hogy a mérés statisztikai egybeesés, 1: 1000. Ezért korai határozott következtetéseket levonni.

- Új, különböző részecskéknek kell lenniük, merta világegyetemről alkotott jelenlegi megértésünk sok szempontból valótlan. Bár várnunk kell az eredmények megerősítésére, remélem, hogy egyszer majd ezt a fizika fordulópontjának tekinthetjük vissza ”- zárja Dr. Michael McCann.

Most folytatni kell az LHCb együttműködéséteredményeik ellenőrzése több adat összegyűjtésével és elemzésével, hogy van-e még bizonyíték néhány új jelenségre. Az LHCb kísérlet várhatóan jövőre kezdi meg az adatok gyűjtését a detektor frissítése után.

Olvass tovább

A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?

A tudósok felfedezték Odderon mitikus részecskéjét

A legtitokzatosabb természeti jelenség. Honnan származik a gömbvillám és hogyan veszélyes?

b-kvark - kvark töltéssel − charge e, amelyhez tartozikharmadik generáció. A harmadik generációs gyenge kvarkdublett könnyebb tagja, amely egy sokkal nehezebb t-kvarkot is tartalmaz. Tömege 4,2-4,7 GeV, majdnem ötször nagyobb, mint egy nukleoné. A b-kvark élettartama körülbelül 10-12 másodperc.

Az LHCb a négy fő közül a legkisebbdetektorok az LHC ütközőjénél a genfi ​​CERN európai nukleáris kutatási szervezetnél. A kísérletet az anyag és antianyag aszimmetriájának tanulmányozására végzik a b-kvark kölcsönhatásokban.