Неочаквано измерване на бозони заплашва Стандартния модел на физиката

След десетилетие на точни измервания, учените обявиха в четвъртък, че фундаменталната частица – W бозон Тя има много по-голяма маса от теорията, което разклаща основите на нашето разбиране за това как работи Вселената.

Тези основи се основават на Стандартна форма Във физиката на елементарните частици това е най-добрата теория, която учените имат за описание на основните градивни елементи на Вселената и какви сили ги контролират.

W бозонът управлява така наречената слаба сила, една от Четири основни сили Природа и по този начин стълб на Стандартния модел.

Но ново търсене Публикувано в да знам Той каза, че по-точното измерване, направено за W бозон, директно противоречи на прогнозите на модела.

Ашутош Котуал, физикът от университета Дюк, който ръководи изследването, каза пред АФП, че резултатът е отнел на повече от 400 учени в продължение на 10 години, за да изследват четири милиона кандидат-бозони от „набор от данни от около 450 трилиона сблъсъци“.

Тези сблъсъци – които са възникнали чрез разбиване на частици с главозамайваща скорост за изследване – са направени от Теватрон колайдер в американския щат Илинойс.

Ускорителят на частици беше най-мощният в света до 2009 г., когато го замени Голям адронен колайдер Близо до Женева, която е известна с реплика Хигс бозон След няколко години.

Tevatron спря да работи през 2011 г., но учените от Collider Detector във Fermilab (CDF) оттогава изчисляват числата.

Диаграма, показваща основните частици на Стандартния модел. (ScienceAlert)

„Пукнатините“ в модела

Стандартният модел е „вероятно най-успешната научна теория, записана някога“, каза Хари Клиф, физик на елементарните частици от университета в Кеймбридж, който работи в Големия адронен колайдер.

„Може да прави фантастично точни прогнози“, каза той. Но ако тези прогнози се окажат погрешни, тогава не само моделът може да бъде модифициран.

„Това е като къща от карти, толкова много дърпаш парче от нея, всичко се разпада“, каза Клиф пред АФП.

Стандартният модел не е лишен от проблеми.

Например, не взема предвид тъмна материякоето заедно с тъмна енергия Смята се, че съставлява 95 процента от Вселената. Той също така казва, че Вселената не трябва да съществува на първо място, т.к голямата експлозия Трябваше да се изтреби сам.

Освен това, „наскоро бяха открити някои пукнатини“ в модела, казаха физиците в придружаваща да знам състояние.

„В тази рамка от улики, че в стандартния модел липсват части, ние предоставихме друго много важно и донякъде съществено доказателство“, каза Котвал.

„Това е или голямо откритие, или проблем в анализа на данните“, каза Жан Старк, физик и директор на изследванията във френския институт CNRS, очаквайки „разгорещена дискусия през следващите години“.

„Извънредните твърдения изискват извънредни доказателства“, каза той пред АФП.

‘Голяма работа’

Учените от CDF казаха, че са определили масата на W бозона с точност от 0,01 процента – два пъти по-голяма точност от предишните усилия.

Те го сравняват с горила, тежаща 350 килограма (800 паунда) и 40 грама (1,5 унции).

Те открили, че бозонът е различен от прогнозата на Стандартния модел със седем стандартни отклонения, наричани още сигма.

Клиф каза, че ако хвърлите монета, „шансовете да получите резултат от пет сигма чрез тъп късмет са един на три милиона и половина“.

„Ако това е реално, а не систематично отклонение или неразбиране на начина, по който се правят изчисленията, това е огромна сделка, защото означава, че има нов, фундаментален компонент на нашата вселена, който не сме откривали преди“, каза той. .

„Но ако ще кажете нещо толкова голямо, колкото сме нарушили Стандартния модел на физиката на елементарните частици и има нови частици, които трябва да откриете, за да убедите хората, че вероятно имате нужда от повече от едно измерване от повече от един експеримент.“

„Сега от общността на теоретичната физика и други експерименти зависи да проследят това и да хвърлят светлина върху тази мистерия“, каза говорителят на CDF Дейвид Тупак.

И след десетилетие измервания, Котвал все още не е направен.

„Следваме уликите и не пестим усилия, без да го обърнем, така че ще разберем какво означава това.“

© AFP