Ученые CERN изучили случаи распада редкой частицы, указывающие на наличие «новой физики»

Оборудование эксперимента NA62

Известно, что исследователи Европейской организации ядерных исследований CERN, помимо экспериментов на Большом Адронном Коллайдере, проводят ряд других экспериментов в поисках новых, еще неисследованных областей физики. И недавно, в рамках эксперимента NA62, ученые обнаружили новый вид распада одной из редких частиц. Отметим, что намеки на наличие такого вида распада наблюдались учеными уже некоторое время до этого, а реализация принципиально нового метода измерений помогла ученым достоверно определить то, что они наблюдают в недрах своей установки на самом деле.

Наши постоянные читатели наверняка уже слышали о кварках, элементарных частицах, из которых состоят все основные субатомные частицы. На свете существует шесть видов кварков, называемых ароматами, верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный и истинный. Основные элементарные частицы, протоны и нейтроны, состоят из двух видов кварков, верхних и нижних.

Эксперимент NA62, по существу, является фабрикой, разработанной для производства различных видов каонов. Эта экзотическая частица состоит из одного кварка и одной античастицы, являющейся антиподом странного кварка. И когда каон распадается, этот процесс приводит к появлению различных комбинаций из различных частиц. Одним из редких видов распада каона, примерно 1 на 10 миллиардов случаев, приводит к появлению нейтрино, антинейтрино и пиона, частицы, состоящей из кварка и нижнего антикварка.

Такой вид распада каона определен в Стандартной Модели физики элементарных частиц. Впервые такой распад был зарегистрирован в рамках эксперимента E949, проведенного в прошлом учеными из Национальной лаборатории Брукхейвена. Оборудование экспериментов E949 и NA62 производит каоны, ударяя лучом высокоэнергетических протонов, полученных на ускорителе, в мишень из определенного материала. В эксперименте E949 каоны улавливались специальным датчиком, который регистрировал процессы их распада. А в эксперименте NA62 все измерения проводятся во время движения луча вторичных частиц мимо высокочувствительного датчика.

Редкость исследуемого вида распада каонов означает, что этот вид является весьма хорошим инструментом для проверки достоверности Стандартной Модели. Если Модель и действительность отличаются друг от друга, то и результаты экспериментов должны отличаться от теоретических данных. Согласно теории, вероятность редкого вида распада каона составляет 8.4 случаев на 100 миллиардов. Экспериментальное обнаружение другой частоты таких распадов может послужить указателем на новые области, в которых царят новые физические законы.

Исследователи CERN экспериментальным путем определили реальную частоту появления уникального процесса распада каона, которая составила минимум 140 случаев на 100 миллиардов. Полученная разница может показаться достаточно большой, но с учетом погрешности экспериментов практические результаты еще можно считать укладывающимися в рамки Стандартной Модели. Но существует большая вероятность того, что полученная разница, находящаяся в некоей «пограничной области», является указателем на абсолютно новую физику.

В скором времени ученые CERN планирую оснастить оборудование эксперимента NA62 более высокочувствительными и высокоточными датчиками, которые позволят им регистрировать гораздо большее количество последовательных случаев распадов каонов, нежели те сотни распадов, которые может регистрировать существующее оборудование. Это, в свою очередь, позволит увеличить точность эксперимента в целом, найти даже малейшие отклонения от Стандартной Модели и получить высокий уровень достоверности, который позволит считать полученные результаты настоящим научным открытием.

Share Button

Материалы по теме:

Ученым удалось впервые получить стабильные атомы экзотического «пионного» гелия
Не так давно, после исследований, продолжавшихся почти восемь лет, группе ученых из института Квантовой оптики Макса Планка, Германия, впервые удалось получить стабильные и долгоживущие ...
Миниатюрные гамма-взрывы позволяют ученым изучать черные дыры в лабораторных условиях
Для того, чтобы можно было глубже понять некоторые удивительные явления и процессы, происходящие в глубинах космоса, можно воссоздать и изучить миниатюрные копии этих явлений ...
Ученым удалось получить металлическую форму водорода
Ученые уже достаточно давно выдвинули теорию, что в ядрах гигантских газовых планет, там, где царят высокие температуры и огромные давления, даже базовые законы физики ...
На коллайдере получены доказательства существования оддерона, квазичастицы, разыскиваемой учеными несколько десятилетий
Группа ученых-физиков, специализирующихся в области экспериментов с высокоэнергетическими частицами, получила ряд потенциальных доказательств возможности существования субатомной квазичастицы, имеющей название оддерон (odderon), которая до этого ...
Ученые определили, что звуковые волны имеют отрицательную массу и являются источником отрицательной гравитации
С точки зрения классической физики, известной нам еще со времен школьной скамьи, звуковые волны не являются носителем массы. Они лишь переносят импульс энергии, которая ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика