Ученые усомнились в обнаружении бозона Хиггса

Изображение: Thinkstock.com

Физики из Великобритании, Бельгии и Дании опубликовали статью, в которой сообщили о том, что результаты экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) можно интерпретировать не только как свидетельства обнаружения бозона Хиггса, но и как существование особой составной частицы. Аргументы в пользу своей теории ученые представили в статье в журнале Physical Review D.

Работа ученых относится к так называемым бесхиггсовским моделям. В них появление масс у частиц, участвующих в электрослабом взаимодействии, связывается не с хиггсовским полем (частицей которого выступает одноименный бозон), а с составной частицей. Подобно тому, как адроны (протоны и нейтроны) состоят из кварков, новые частицы состоят из так называемых технифермионов. Теория, описывающая такую ситуацию, получила название модели техницвета.

Сама модель появилась еще в 1970-х годах и связана с поисками теорий, которые бы объясняли элементарность особого класса частиц — скалярных, к которым, в частности, пока относят и бозон Хиггса. Другие фундаментальные частицы — лептоны (электрон, нейтрино и другие) и кварки — не являются скалярными.

Основная трудность, связанная с обнаружением существования техничастиц, связана с энергетическими возможностями коллайдера: чем более глубоко ученые намереваются проникнуть в мир элементарных частиц, тем большие энергии требуются им для этого.

В своей работе международный коллектив ученых предложил сценарий, в котором наблюдательные данные БАК по бозону Хиггса не противоречат модели техницвета. Для этого авторы использовали специальную параметризацию хиггсовского сектора Стандартной модели (СМ), позволяющую ввести в нее техничастицы. Таким образом ученые определили область пространства параметров, в которой возможно существование техничастиц со свойствами, эффективно проявляющими себя как взаимодействия бозонов Хиггса.

СМ физики частиц в настоящее время включает в себя около 20 свободных параметров (например, масс фундаментальных частиц). На сегодняшний день она является наиболее экономным способом непротиворечивого объяснения известных наблюдательных фактов микромира. Ее простейшее суперсимметричное обобщение, Минимальная суперсимметричная СМ, включает в себя уже порядка ста параметров.

Расширяя старые теории, физики стараются следовать принципу соответствия: старая теория в области своей применимости должна не противоречить новой, а также принципу «бритва Оккама», согласно которому не имеет смысла без необходимости порождать новые сущности. Так, гипотеза техницвета, хотя в целом и не противоречит эксперименту, требует введения нового типа взаимодействия, которое бы связывало технифермионы друг с другом в составное образование, интерпретируемое как бозон Хиггса. С другой стороны, неизвестная природа темной материи может быть связана с новым взаимодействием, однако говорить об экспериментальном статусе таких предположений пока не приходится.