Під час аналізу даних п’ятирічної давнини з Великого адронного колайдера (LHC) науковці виявили статистичні аномалії, які можуть вказувати на новий вид елементарних частинок. Про це 18 квітня повідомили на семінарі в CERN – найбільшій в Європі лабораторії з фізики елементарних частинок. Ці дані можуть виявитися звичайними статистичними відхиленнями, які вдасться виправити під час подальшого аналізу зібраної інформації. Утім, вони інтригують, адже узгоджуються з попередніми подібними флуктуаціями, а також зробленими на їх основі теоретичними передбаченнями нової елементарної частинки.
Короткоживучі частинки B-мезони, які утворюються під час зіткнень протонів, розпадаються не так, як цього вимагає теорія – розповідає фізик із Бірмінгемського університету Саймон Біфані. Згідно зі Стандартною моделлю, серед решток розпаду B-мезонів повинна бути приблизно однакова кількість часток матерії й антиматерії, зокрема електрон-позитронних та мюон-антимюонних пар. Однак кількість електрон-позитронних пар чомусь переважає.
Це може бути всього-на-всього статистичним відхиленням, каже Ґай Вілкінсон, фізик з Оксфордського університету. Науковці проаналізували дві окремі групи даних LHC і в кожній з них виявили аномальну перевагу електрон-позитронних пар зі статистичною значущістю 2,5 сигма. Це суттєво менше порогу в 5 сигма, який дозволяє заявити про відкриття. Однак дуже подібні аномалії вже зустрічалися в минулому під час аналізу решток розпаду мезонів. Жодна з них поки не є статистично значущою, але вони всі вказують в однаковому напрямі.
Окремі вчені не впевнені, що ці відхилення варті аж такого розголосу. Як написав у Twitter фізик з CERN Андре Давид, «сигма тут, сигма там» ще не свідчить про відкриття. Утім, є й ті, хто говорить про цілу нову фізику. Цікаво те, що останні результати розпаду B-мезонів співмірні з цими ідеями, каже теоретик Девід Штрауб з Технічного університету Мюнхена. 17 квітня він опублікував статтю на сервісі arXiv з аналізом останніх результатів розпаду В-мезонів. Окрім статті Штрауба, з’явилися ще п’ять схожих публікацій. «Наукова спільнота уважно стежить за цими результатами», – каже фізик-теоретик з Вільного університету Амстердаму Хуан Рохо.
Якщо вони не є статистичним відхиленням, то все вказує на те, що під час розпаду В-мезонів на дуже короткий час з’являється ще якась невідома науці частинка, яка не передбачена Стандартною моделлю і впливає на їх результати. З цим погоджуються автори всіх шести статей. Можливо, ця частинка є різновидом Z-бозону або т. зв. «лептокварком» – частинкою, що поєднує властивості кварків та лептонів.
Жодна з цих частинок не фігурує в улюблених теоретиками схемах перегляду Стандартної моделі. Якщо, однак, вони справді існують, то детектори LHC ATLAS та СMS повинні детектувати їх безпосередньо, а не за продуктами розпаду інших частинок.
Дані, які гіпотетично вказують на новий вид частинок, були зібрані під час першого запуску LHC перед 2013 р., коли його закрили для модернізації. Наново колайдер запрацював у 2015 р. та зібрав набагато більше даних. «Ми маємо достатньо даних, щоби підтвердити чи спростувати ці ефекти. Скоро правда відкриється», – каже Ґай Вілкінсон. Всі крапки над «і» вчені планують поставити вже до кінця цього року.
Davide Castelvecchi
Physicists excited by latest LHC anomaly
Nature 19/04/2017
Зреферував Євген Ланюк
21.04.2017