Турция увеличила импорт природного газа в январе 2024 году
30.03.2024
Вести с Большого адронного коллайдера время от времени будоражат мир. Так, недавно прошли сенсационные сообщения о том, что на ускорителе якобы наконец-то открыли воспетый Дэном Брауном бозон Хиггса, ради которого эксперименты, собственно, и затевались. Информация была подана анонимно — на одном из блогов, без ссылок на источники и указания авторства, и потому не может претендовать на объективность. В тени этой истории оказалось куда более любопытное сообщение об открытии американских физиков. На главном конкуренте Большого адронного коллайдера — ускорителе Теватрон, расположенном близ Чикаго, они зафиксировали рождение неизвестной до сих пор частицы. Если ее существование подтвердится дальнейшими экспериментами, это перевернет нынешние представления об окружающем мире.
Эксперимент с интригой
Теватрон функционирует с 1983 года, и за это время он произвел не одну сенсацию. Наиболее известная из них — открытие топ-кварков, самых тяжелых на сегодня элементарных частиц. Ускоритель включает в себя два больших детектора — CDF и D0, на которых работают две крупные международные коллаборации ученых. На детекторе CDF в апреле и была зафиксирована частица, о существовании которой ученые прежде не догадывались. Открытие сделали во время эксперимента по столкновению протонов и антипротонов. Когда они разгоняются в ускорителе и сталкиваются с энергией в два тераэлектронвольта, возникают тысячи реакций, протекающих с образованием различных частиц. «Во время очередного эксперимента мы занимались изучением вероятности парного образования W-бозонов, — рассказал «Итогам» руководитель коллаборации D0 доктор физико-математических наук Дмитрий Денисов. — Эти частицы вместе с Z-бозонами отвечают за слабое взаимодействие. Вообще-то образование W-бозонов не редкость. Но в конкретном случае нас интересовало, что происходит, когда один W-бозон распадается на лептон и нейтрино, а второй — на пару струй, то есть потоков энергии». Тут и появилась интрига. Выяснилось, что при эксперименте возникли две струи с эффективной массой в 145±5 гигаэлектронвольт (ГэВ). Это и стало сенсацией: все указывало на то, что в паре с W-бозоном образовалась некая доселе неизвестная частица с массой в 145 ГэВ.
Самые смелые теоретики сразу предположили, что они ухватили за хвост пресловутый бозон Хиггса. Основания для такого предположения имелись — масса хиггсовского бозона примерно и равнялась 145 ГэВ. Однако, кроме совпадения по массе, зарегистрированная частица ничем больше на бозон Хиггса не походила. И потому теоретики осторожно предположили, что они столкнулись с одним из проявлений суперсимметрии, также предсказанной в рамках Стандартной модели, то есть теории элементарных частиц и их взаимодействия. Суперсимметрия подразумевает наличие в природе частиц, идентичных известным элементарным частицам, но с противоположным зарядом. Но и здесь все оказалось не так просто, поскольку суперсимметричные частицы должны, как считается, иметь массы больше сотен и сотен ГэВ. Что же в таком случае обнаружили на Теватроне?
Энергетическая пустыня
По всей видимости, как полагают американские исследователи, речь может идти об открытии ими бозона, но не Хиггса, а частицы, отвечающей за некую, условно говоря, пятую силу. Эта сила может дополнить уже известные четыре вида взаимодействия — сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное. У каждого из них есть свои бозоны. У сильного взаимодействия — глюоны. У слабого — уже упомянутые выше W- и Z-бозоны. У электромагнитного — фотоны. За гравитацию отвечает так до сих пор и не пойманный гравитон. Если же пятый вид взаимодействия в природе все-таки существует, то найденная частица вполне может оказаться его переносчиком, еще не имеющим своего названия. По сути, и само описание неведомой пятой силы пока может быть весьма расплывчатым: это некое взаимодействие, которое переносится некой частицей и отвечает за существование некой материи.
Физики-теоретики в последнее время все активнее предсказывают возможность существования пятой силы. Дело в том, что сейчас наблюдается огромный разрыв между теми энергиями, на которых современные ускорители могут видеть элементарные частицы и наблюдать взаимодействия между ними, и тем, где заканчивает свое действие Стандартная модель. Этот разрыв называется «великой энергетической пустыней». Для нее нет никаких предсказаний. Все наблюдаемые или предсказанные с большой вероятностью частицы находятся в области энергий до 3500 ГэВ, откуда и начинается энергетическая пустыня, доходящая вплоть до 1016 ГэВ. На этой отметке, как предполагается, случится великое объединение всех взаимодействий. Не исключено, что именно в «пустыне» и таится неизвестная доселе пятая сила. Некоторые ученые предполагают, что она может являться чем-то вроде антигравитации или темной энергии. И якобы именно эта сила позволяет перемещаться в обход силы притяжения, а может быть, и остальных взаимодействий, не обращая внимания даже на такое ограничение, как скорость света.
С правом на ошибку
После обнародования результатов эксперимента ученый мир загудел, как разворошенный улей. «Что-то нашли, и сейчас специалисты ломают головы, что именно — то ли это действительно новая частица, то ли систематическая ошибка в проведении эксперимента», — рассуждает заведующий отделом экспериментальной физики высоких энергий Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ доктор физико-математических наук Эдуард Боос.
Скептики подмечают, например, такой момент: во время эксперимента на Теватроне отклонение от фона составило 3 сигма. Переводя с языка физиков на общедоступный, 3 сигма — это вероятность события, оцениваемая в 99,7 процента. Это практически стопроцентное попадание, и все же при таком раскладе полученный результат обычно считается не открытием, а указанием на что-то новое. «3 сигма — это как орел и решка, — говорит старший научный сотрудник сектора теоретической астрофизики Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН кандидат физико-математических наук Александр Иванчик. — Известно немало случаев, когда какое-то событие оценивалось в 3 сигма, а потом ставили эксперимент даже не в два, а в полтора раза точнее, и от этих 3 сигма ничего не оставалось. Поэтому событие на таком уровне — это гадание на кофейной гуще».
И все же, несмотря на то, что о найденной частице пока известно лишь то, что она образуется вместе с W-бозоном, имеет массу в 145±5 ГэВ и распадается на пару струй, многие физики не намерены считать это событие ошибкой. Ведь большинство великих открытий так и начиналось — с мизера информации. Теперь нужно только проверять и ждать. Дмитрий Денисов говорит, что коллаборация D0 уже завершает проверку данных коллег по Теватрону. Результат обещают опубликовать в самое ближайшее время. Возможно, полученный результат проверят на Большом адронном коллайдере. Если же частица пятой силы действительно окажется открыта, то сведения о ней перевернут наши знания о строении Вселенной.
Тема дня 17.04.2024
Тема дня 15.04.2024
Тема дня 09.04.2024
Тема дня 09.04.2024
Новости компаний 27.03.2024
Технологии 08.04.2024
Технологии 12.02.2024
Аналитика 02.12.2021
Технологии 31.07.2019
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться
Читайте также