Науковці, що працюють над експериментами CMS та LHCb на Великому адронному колайдері, надали нові докази відхилень від чинної Стандартної моделі.
Дослідження рідкісних квантових процесів за участю b-кварків свідчать про можливий вплив на фізичні процеси частинок або сил, досі невідомих науці.
Читайте також:
Космічна рідина. Вчені вперше відтворили вихрові сліди кварків у плазмі раннього Всесвіту Аналіз надзвичайно рідкісних процесів у мікросвіті є одним із ефективних інструментів перевірки фундаментальних фізичних теорій. Під час Міжнародної конференції з фізики високих енергій (ICHEP) міжнародні колаборації CMS та LHCb, що працюють на Великому адронному колайдері, представили нові дані дослідження специфічного квантового переходу — перетворення b-кварка (красивого кварка) на s-кварк (дивний кварк) із виникненням пари мюон-антимюон.
Перетворення одного різновиду кварка на інший у природі відбувається виключно завдяки слабкій взаємодії — одній із чотирьох фундаментальних сил Всесвіту. Згідно із законами квантової механіки, інші частинки, які не беруть безпосередньої участі в реакції,
все одно можуть суттєво впливати на її перебіг. Якщо фактичний процес розпаду відхиляється від теоретичних розрахунків, це свідчить про існування раніше невідомих частинок або фізичних взаємодій, не врахованих Стандартною моделлю.
Перетворення кварків — надзвичайно рідкісне явище, що трапляється приблизно один раз на 10 мільйонів випадків розпаду частинок. Цей процес надзвичайно чутливий до будь-яких сторонніх впливів із боку гіпотетичних частинок, що виходять за межі відомої фізики. Протягом останнього десятиліття фізики неодноразово фіксували непрямі ознаки того, що цей розпад відбувається не зовсім так, як передбачають формули.
Для всебічного аналізу процесу вчені колаборації CMS виміряли шість різних типів розпаду частинок із b-кварками, внаслідок яких утворюються s-кварки та мюонні пари. Науковій групі вперше вдалося одночасно оцінити коефіцієнти розгалуження для всіх шести каналів розпаду. Такий підхід дозволив комплексно врахувати супутні фонові перешкоди та зменшити статистичні похибки даних. Хоча відхилення від розрахункових показників для кожного окремого типу розпаду виявилися незначними,
вони систематично спостерігалися в усіх шести досліджуваних каналах.
Високу точність вимірювань CMS забезпечив масштабний масив даних, отриманий під час третього робочого сеансу Великого адронного колайдера. Використання нових систем автоматичного відбору подій (тригерів) дозволило зібрати рекордний обсяг інформації та суттєво знизити рівень похибки.
Паралельно дослідники колаборації LHCb зосередилися на детальному вивченні одного конкретного типу переходу, використовуючи дані першого та другого етапів роботи колайдера, — розпаду нейтрального b-мезона (красивого мезона) на збуджений каон. Вони виміряли спеціальний параметр, що описує траєкторії та кути розльоту новоутворених вторинних частинок.
Застосувавши новий аналітичний метод, що не залежить від теоретичних моделей і не передбачає конкретного внутрішнього механізму розпаду, фізики експерименту LHCb також зафіксували чітку розбіжність із прогнозами Стандартної моделі. Наразі дослідники готуються використати масив даних третього сеансу роботи ВАК, щоб розширити аналіз і підтвердити отримані результати.
Читайте також:
