У чени от Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) са наблюдавали изключително рядко събитие, което може да подскаже за нова физика отвъд стандартния модел.
Нищо не се харесва повече на физиците на елементарните частици от това да разбиват частици една в друга и да наблюдават какво ще се получи от тази бъркотия. Такива експерименти могат да ни помогнат да открием доказателства за частици и процеси, предсказани от Стандартния модел на физиката на частиците - като Хигс бозона - или понякога да ни подскажат, че нещо ни липсва, като например разпадането на мезона В.
„Стандартният модел описва фундаменталните сили и градивните елементи на Вселената. Това е изключително успешна теория, но има няколко загадки на Вселената, които Стандартният модел не обяснява, като например природата на тъмната материя и произхода на дисбаланса между материя и антиматерия във Вселената“, обяснява през 2020 г. професор Марк Томсън, председател на Съвета за научни и технологични съоръжения и участник в експеримента NA62.
Incredibly Rare 13 In 100 Billion Event Seen At CERN Particle Accelerator
— Science Academy (@Academ18Academy) September 27, 2024
Scientists at the European Organization for Nuclear Research (CERN) have observed an incredibly rare event, which could possibly hint at new physics beyond the Standard Model.https://t.co/6n9kWgz50H
„Физиците търсят теоретични разширения на Стандартния модел. Измерванията на свръхредки процеси осигуряват вълнуващ път за изследване на тези възможности с надеждата да се открие нова физика отвъд Стандартния модел“, казва Томсън.
Едно от свръхредките събития, които се изследват от експеримента NA62, е разпадът на зареден каон на зареден пион и двойка неутрино и антинеутрино. Каоните, известни също като К-мезони, са странни (а понякога и антистранни) същества. Протоните и неутроните обикновено се състоят от три кварка. За протоните това са два възходящи кварка и един низходящ кварк, а за неутроните - един възходящ кварк и два низходящи кварка. Каоните съдържат два кварка, комбинации от възходящи кварки и антивъзходящи кварки, странни и антистранни кварки.
Заредените каони (К+) се състоят от един възходящ кварк и един антистранен кварк. Те представляват особен интерес, тъй като тяхното разпадане е много точно предсказано от Стандартния модел. Според тези предсказания по-малко от 1 на 10 милиарда заредени каони ще се разпаднат на зареден пион и двойка неутрино-антинеутрино (K+ → π+νṽ). Експериментът NA62 се опитва да търси това разпадане чрез сблъсък на високоинтензивен протонен сноп в неподвижна мишена, която след това произвежда вторични частици, които могат да бъдат открити, измерени и идентифицирани (въпреки че неутриното се идентифицира чрез липсваща енергия).
През 2020 г. екипът съобщи, че експериментът е открил доказателства за тази рядка форма на разпад. Сега, след много повече сблъсъци, включително сблъсъци с по-висока енергия, екипът съобщава за откриване на 5-сигма, което означава, че има 0,00006% вероятност откриването да е статистическа случайност.
„С това измерване K+ → π+νṽ се превръща в най-рядкото разпадане, установено на ниво откритие - прочутата 5-сигма“, казва в изявление Кристина Лазерони, професор по физика на частиците в Бирмингамския университет.
„Този труден анализ е резултат от отлична екипна работа и аз съм изключително горда с този нов резултат“, казва Лазерони.
Въпреки че разпадът е рядък, както се предвижда от Стандартния модел, той е с около 50 процента по-висок от очаквания, като се среща около 13 пъти на 100 милиарда. Не е ясно каква е причината за това разминаване между прогнозите на Стандартния модел и наблюдаваните резултати, като възможните обяснения включват нови частици или нова физика, като и двете са доста вълнуващи.
„Това е кулминацията на един дълъг проект, започнал преди повече от десетилетие. Търсенето на ефекти в природата, които имат вероятност да се случат от порядъка на 10-11, е очарователно и предизвикателно. След строга и усърдна работа получихме зашеметяваща награда за усилията си и представихме дългоочакван резултат“, добави професор Джузепе Руджиеро от Университета във Флоренция.
Макар че екипът обяви и представи резултатите в ЦЕРН, пълните документи и по-нататъшните експерименти ще последват.
Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase
