На баке нашли новые следы «нестандартных» лептокварков

      Комментарии к записи На баке нашли новые следы «нестандартных» лептокварков отключены

На баке нашли новые следы «нестандартных» лептокварков

Физики коллаборации LHCb нашли показатели нового отклонения от Стандартной модели в лептонной универсальности. Аномалия проявляется в распадах прелестных нейтральных мезонов — двухкварковых частиц, складывающихся из нижнего кварка и прелестного антикварка. Статистическая значимость находки до тех пор пока недостаточна для заявления об открытии, но обрисовано уже пара аналогичных нарушений.

В случае если аномалия подтвердится статистически, то она укажет на однозначное существование физики за пределами Стандартной модели, к примеру, на новый класс частиц — лептокварки. О находке ученые поведали на семинаре 18 апреля и всего за день физики уже опубликовали шесть препринтов с анализом результатов. Коротко об этом информирует Nature.

Стандартная модель — главная теория, обрисовывающая существующие взаимодействия и элементарные частицы, в каковые они вступают. Так, предсказанием Стандартной модели был бозон Хиггса, существование которого удалось подтвердить в 2012 году. Но имеется последовательность наблюдений, каковые нереально растолковать в рамках теории, к примеру, преобладание во Вселенной материи над антиматерией.

Это говорит о существовании второй физической теории, расширяющей Стандартную модель.

Поисками данной теории, которую ученые именуют Новой физикой, занимается пара интернациональных опытов. Наибольшие из них — опыты Громадного адронного коллайдера: ATLAS, CMS, LHCb и ALICE. Это огромные и очень правильные детекторы, исследующие «осколки» от столкновений протонов высоких энергий.

В таких столкновениях смогут рождаться каждые частицы (в случае если энергия столкновения превышает полную энергию данной частицы). Многие из них — короткоживущие и фактически сходу распадаются. Эти процессы распадов отлично описываются Стандартной моделью, исходя из этого, в случае если какие-то частицы распадаются чаще, чем это предвещает теория, это может стать указанием на Новую физику.

Специализация LHCb  — прелестные частицы (частицы, которые содержат прелестные кварки). Подробнее об этом опыте возможно прочесть в отечественном интервью с его начальниками. К примеру, исследователи измеряют возможности очень редких распадов: таких, что только одна из миллиарда частиц последует такому пути.

Распад B-мезона на D-мюон и мезон-нейтринную несколько. Игорь Иванов

Новый доклад посвящен проблеме лептонной универсальности. Лептонами именуют два класса частиц — нейтрино и аналоги электронов. Всего имеется шесть лептонов — электрон, мюон, тау-частица, и электронное, мюонное и тау-нейтрино.

Помимо этого, у каждого из них имеется соответствующая античастица. Лептонная универсальность свидетельствует, что все лептоны одинаково, по одному и тому же механизму, участвуют в не сильный сотрудничестве (одном из четырех фундаментальных сотрудничеств). Это единственное сотрудничество, изменяющее запах кварков.

У лептонной универсальности имеется одно серьёзное для опыта следствие. В случае если в каком-то ходе рождаются бозоны не сильный сотрудничества, то их распад на лептоны обязан протекать с приблизительно однообразной возможностью — независимо от того, распадаются они на электрон и электронное нейтрино, мюон и мюонное нейтрино либо тау и тау-нейтрино. Коррективы в эти возможности вносит лишь очень сильно отличающаяся масса лептонов различных поколений: мюон в 207 раз тяжелее электрона, а тау — в 3,5 тысячи раз.

Измерения лептонной универсальности в распадах B-мезонов на лептон и нейтрино. LHCb

Тесты лептонной универсальности устроены следующим образом. Исследователи выбирают два распада частицы, в одном из которых участвуют лептоны одного типа, а второй — всецело аналогичный, но с лептонами другого типа. После этого для каждого из них определяется возможность. Отношение этих возможностей должно быть приблизительно единицей (с точностью до понятных физикам поправок на веса частиц).

Опыты BaBar (США) и Belle (Япония) уже проводили подобные измерения и нашли отклонения от предсказаний Стандартной модели: распады B-мезонов на тау-частицы происходили чаще, чем ожидалось. Причем, при BaBar статистическая значимость этого отклонения составила 3,4 сигма. Этого все еще не хватает чтобы заявить об открытии, но это самоё сильное расхождение из замечаемых.

Позднее к измерениям присоединилась LHCb. Примечательно, что изначально опыт не был рекомендован для аналогичных измерений. Физики кроме этого подтвердили странности в двух каналах распада, но их статистическая значимость кроме этого не достигает требуемых пяти сигма.

В распадах B+-мезонов на лептоны и каоны отклонение от Стандартной модели образовывает 2,6 стандартного отклонения, в распадах B-мезонов на D-лептон и мезоны-нейтринную несколько — 2,1 стандартного отклонения.

Схема изученного процесса распада в Стандатной модели. Пара b и d кварков преобразовывается в несколько s и d кварков. Наряду с этим происходит распад и рождение бозонов не сильный сотрудничества. LHCb

На семинаре физики поведали об изучениях новой группы распадов: нейтрального B0-мезона на электрон и каон/позитронную несколько либо мюон/антимюонную несколько. В этом распаде происходит превращение прелестного кварка в необычный кварк с рождением бозона не сильный сотрудничества. После этого бозон распадается на лептоны.

Всего исследователи отобрали приблизительно по сотне событий каждого типа в данных Run 1 (2009–2013). Оказалось, что распад на электроны происходит чаще, чем на мюоны — статистическая значимость результата колеблется от 2,2 до 2,5 сигма.

Цветные маркеры — предсказания Стандартной модели. Тёмные маркеры — результаты LHCb. LHCb

Растолковать отклонение от предсказаний Стандартной модели возможно несколькими методами. Это объяснение требует введения новой частицы, по-различному взаимодействующей с разными лептонами. Представители LHCb упоминают две таких частицы: тяжелый аналог Z-бозона либо лептокварк.

Последняя частица — бозон, взаимодействующий и с кварками и с лептонами.

Не обращая внимания на маленькую статистическую значимость результата (возможность того, что это случайная статистическая флуктуация пара процентов) он вызывал громадной интерес теоретиков. Подобные нарушения лептонной универсальности фиксируются уже в нескольких каналах распада, причем различные опыты «видят» отклонения в одну и ту же сторону. В случае если объединить статистику различных коллабораций, то отклонения достигают четырех сигма.

По словам Гая Уилкинсона, начальника опыта LHCb, данных, собранных детектором, достаточно, дабы выяснить, есть ли отклонение статистической флуктуацией, либо же то настоящий эффект, показывающий на Новую физику. На семинаре коллаборация поведала об анализе данных за первые четыре года работы ускорителя. Обработка данных Run 2 все еще идет.

В декабре 2015 года два вторых опыта БАК — CMS и ATLAS — поведали о намеке на новую частицу за пределами Стандартной модели с энергией 750 гигаэлектронвольт. Локальная статистическая значимость пика, найденного учеными, достигала 3,4 сигма. Но с комплектом статистики столкновений Run 2 пик пропал — оказалось, что многообещающий намек, спровоцировавший происхождение более пяти сотен статей, был несложной флуктуацией.

Создатель: Владимир Королёв

Новорожденная из мусорного бака (полный выпуск) | Говорить Україна


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: