Данные эксперимента BaBar указывают на "трещины" в Стандартной модели физики элементарных части

Репутация непогрешимости основной теории физики элементарных частиц может быть основательно подпорчена новыми фактами, выплывшими в ходе анализа экспериментальных данных эксперимента BaBar. Этим фактом является то, что одна из субатомных частиц распадается определенным образом гораздо чаще, чем это должно происходить согласно теории. Эта теория, именуемая Стандартной моделью физики элементарных частиц, описывает все крошечные частицы, из которых состоит вся материя Вселенной, их свойства и поведение. Но ученые-физики, сталкиваясь с необъяснимыми аномалиями, уже достаточно давно подозревают, что у Стандартной Модели есть множество "дырок", "трещин" и "белых пятен".

Эксперимент BaBar проводился в стенах Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC с 1999 по 2008 год. В рамках этого эксперимента производились столкновения электронов и из антиподов из мира антивещества, позитронов. Когда эти частицы сталкиваются, они аннигилируют, взрываются, высвобождая чистую энергию, из которой рождаются другие элементарные частицы. Очень часто этими частицами становятся B-мезоны, которые состоят из частиц вещества и антивещества, обычно кварков и антикварков. Новорожденные мезоны, просуществовав короткое время, распадаются на другие частицы, которые затем распадаются еще на другие частицы и т.д. Если не вдаваться в научные дебри этого процесса, чего делать, конечно, не стоит, то процесс имеет не очень понятное название "B to D-star-tau-nu".

Исследователи эксперимента BaBar, которые анализируют полученные данные и по сегодняшний день, искали следы процесса затухания (цепочки процессов распада частиц) определенного вида, где B-мезоны распадаются на частицы трех разных видов - D-мезон, состоящий из кварка и антикварка, один из которых является "очарованным", антинейтрино и тау-лептон (дальний родственник электрона). Исследователи обнаружили, что такой процесс затухания происходит гораздо чаще, чем это должно происходить согласно Стандартной Модели.

"Несоответствие наших результатов прогнозам Стандартной Модели является исключительным событием" - рассказывает Майкл Рони (Michael Roney), участник эксперимента BaBar со стороны канадского университета Виктории (University of Victoria). - "Но, прежде чем требовать официального признания нашего открытия, другие ученые группы должны повторить наш эксперимент, что бы исключить возможности ошибки в результате проявления маловероятных статистических флуктуаций".

Оборудование, использованное в эксперименте BaBar, имеет более высокую точность и чувствительность, чем оборудование других подобных экспериментов. Но пока еще данные этого эксперимента не являются существенными со статистической точки зрения, что бы всерьез говорить о несоответствии Стандартной Модели. Для подтверждения или опровержения фактов, полученных в ходе эксперимента BaBar, потребуется проведение дублирующих экспериментов на ускорительных установках в других странах, которых, к сожалению, не так уж и много. Одной из подобных установок является установка проекта Belle в японской Исследовательской организации ускорителей высоких энергий (High Energy Accelerator Research Organization, KEK), в которой могут производиться B-мезоны.

"Если избыточность процессов затухания "B to D-star-tau-nu" будет подтверждена, то нас ожидают еще более интересные и увлекательные исследования, направленные на выяснения причин, вызывающих это" - рассказывает Абнер Софер (Abner Soffer) координатор эксперимента BaBar со стороны Тель-авивского университета. - "Мы очень надеемся, что наши данные станут стимулов для проведения новых теоретических исследований, которые дадут нам в руки совершенно "новую физику"".

Источник: Источник