Эксперименты на коллайдере пошатнули Стандартную модель физики

На Большом адронном коллайдере ученые ищут "новую физику".

На Большом адронном коллайдере физики CERN заметили "намеки" на то, что электроны и другие легкие элементарные частицы из класса лептонов ведут себя не совсем так, как предсказывает Стандартная модель физики.

И хотя наши результаты, и данные экспериментов наших коллег из проекта BaBar являются очень перспективными в плане поисков новой физики, пока мы не можем называть те вещи, которые мы увидели, "полноценным" нарушением Стандартной модели. Для этого нужно провести дополнительные эксперименты, которые должны подтвердить наши наблюдения", - заявил Грегори Чизарек из Национального института субатомной физики Нидерландов в Амстердаме.

Чизарек и его коллеги нашли серьезные намеки на то, что электроны и прочие лептоны ведут себя не всегда так, как предсказывает общепринятая модель устройства микромира, анализируя данные, собранные детектором LHCb в 2011-2012 годах, во время первой фазы работы Большого адронного коллайдера.

Изначально внимание физиков было обращено на относительно редкие варианты распада так называемых B-мезонов - необычных частиц, состоящих из b-кварка и какой-то другой элементарной частицы. В ходе этих распадов часто возникают пары из двух легких частиц - электронов и их менее стабильных собратьев - мюонов, таонов и прочих лептонов.

Как объясняют ученые, в соответствии со стандартной моделью, B-мезоны должны примерно одинаково часто распадаться на мюоны и таоны, с поправкой на разницу в массах этих частиц. Иными словами, если бы масса этих лептонов была одинаковой, то B-мезоны распадались на них с одинаковой вероятностью. Физики называют эту особенность "лептонной универсальностью".

Однако, как показал анализ данных с LHCb, этого на самом не происходит, и лептонная универсальность не соблюдается – по данным Чизарека и его коллег, мезоны примерно в три раза чаще распадаются на мюоны, чем на таоны. Данный результат в 1,3 раза больше, чем предсказывает Стандартная модель.

Схожие результаты, как рассказывают физики, были озвучены три года назад участниками проекта BaBar, проводимого на позитрон-электронном коллайдере в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. Им так же удалось обнаружить следы того, что один из видов B-мезонов распадается на лептоны "неправильным" образом.

К сожалению, статистическая значимость результатов и в том и в другом случае была заметно ниже "волшебной" для физики частиц отметки в пять-сигма (3-сигма для BaBar, 2,1-сигма для БАК), и поэтому ученые пока не могут заявить о том, что им удалось найти "дыру" в Стандартной модели физики. Как надеются Чизарек и его коллеги, перезапуск БАК даст им достаточно данных, чтобы дотянуть до уровня открытия.