Физики, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН, обнаружили новые аномалии в поведении элементарных частиц, которые могут указывать на существование неизвестной физики за пределами Стандартной модели. Об этом сообщает портал The Conversation.
Стандартная модель уже около 50 лет считается главной теорией, описывающей элементарные частицы и их взаимодействия. Однако ученые давно знают, что она неполна: например, она не объясняет гравитацию и природу темной материи.
Новые данные были получены в эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере — 27-километровом ускорителе частиц на границе Франции и Швейцарии. Исследователи изучали распад B-мезонов — нестабильных частиц, содержащих так называемый beauty-кварк. В некоторых случаях такие частицы распадаются крайне редким способом: на каон, пион и два мюона.
В физике этот процесс получил название penguin decay («пингвиний распад»), поскольку схема взаимодействия частиц отдаленно напоминает силуэт пингвина. Ученые измерили углы, энергии и частоту таких распадов и обнаружили, что результаты не совпадают с предсказаниями Стандартной модели.
По словам авторов, расхождение достигло уровня четырех стандартных отклонений (4 sigma). Это означает, что вероятность случайной статистической ошибки составляет примерно 1 к 16 тыс. Для официального открытия в физике обычно требуется уровень 5 sigma — вероятность случайности около 1 к 1,7 млн. Тем не менее исследователи считают результаты очень важными, особенно потому, что похожие аномалии ранее обнаружил и другой эксперимент БАК — CMS.
Среди возможных объяснений ученые рассматривают существование гипотетических лептокварков — частиц, объединяющих свойства кварков и лептонов, а также более тяжелых аналогов уже известных частиц.
При этом физики подчеркивают, что окончательные выводы делать пока рано. Одной из проблем остаются так называемые «очарованные пингвины» (charming penguins) — сложные процессы внутри самой Стандартной модели, вклад которых пока трудно точно рассчитать.
Ранее физики нашли возможный след темной материи в столкновении черных дыр.