Поиски сверхтяжелых нейтральных частиц на БАК закончились безрезультатно

Технологии

ТАСС, 8 сентября. Физики, работающие с LHCb – одним из детекторов Большого адронного коллайдера (БАК), не нашли следов существования сверхтяжелых нейтральных кси-гиперонов в том диапазоне масс, который предсказывает для них Стандартная модель. Выводы ученых и возможные следствия этого открытия опубликовала электронная научная библиотека arXiv.

На эту темуЛовись, частица новая. Чем занимается Большой адронный коллайдер после открытия бозона Хиггса

"Следы нейтральных сверхтяжелых кси-гиперонов мы искали в данных, которые БАК собрал во время наблюдений за столкновениями протонов в ходе прошлого цикла работы. Мы не нашли в этих данных никаких свидетельств того, что эти частицы существуют и распадаются так, как это предсказывают расчеты. Мы надеемся, что обновление коллайдера поможет нам накопить больше данных и проследить за альтернативными каналами их распадов", – пишут исследователи.

Детектор LHCb, один из четырех "больших" экспериментов на БАК, был создан для поиска частиц, которые не вписываются в Стандартную модель и слишком тяжелы для того, чтобы их можно было найти напрямую. Специалисты LHCb преимущественно изучают то, как распадаются так называемые B-мезоны, которые состоят из "прелестного" кварка и некоторых других элементарных частиц.

В последние пять лет сразу несколько групп ученых нашли в данных LHCb намеки на то, что в этих распадах действительно есть противоречия Стандартной модели. С другой стороны, пока ни одна из этих странностей, в том числе аномалии в распадах нейтральных "странных" В-мезонов, а также неодинаковая частота распада порождаемых ими таонов и мюонов, пока не достигли уровня полноценного научного открытия. Дело в том, что за прошлые сессии работы БАК физики не накопили достаточного количества данных.

В ходе нового исследования специалисты LHCb пытались найти следы распадов так называемых сверхтяжелых кси-гиперонов, у которых нет электрического заряда. Благодаря этому ученые открыли еще одну потенциальную аномалию, которая не вписывается в предсказания Стандартной модели.

В поисках "новой физики"

Сверхтяжелыми кси-гиперонами ученые называют особый класс частиц, которые состоят из одного легкого кварка и двух их экзотических собратьев – "прелестного" b-кварка и "очарованного" c-кварка. Согласно Стандартной модели несколько подобных частиц могут существовать, однако крайне недолго – десятки фемтосекунд. Кроме того, в ходе столкновений частиц в БАК они образуются очень редко.

Поэтому ученые открыли первый сверхтяжелый кси-гиперон лишь три года назад. Эта частица обладала двойным положительным зарядом и состояла из двух очарованных и одного верхнего кварка. Ее свойства полностью совпали с предсказаниями Стандартной модели.

После первого успеха физики попытались найти еще одну подобную частицу, которая состоит из прелестного, очарованного и нижнего кварка. Она примерно в 6–7 раз тяжелее протона и при этом, в отличие от ее уже открытой "сестры", у нее нет электрического заряда.

Стандартная модель предсказывает пять возможных вариантов распада такой частицы. Один из них – превращение кси-гиперона в каон, протон и нейтральный D-мезон – ученые и попытались найти в данных LHCb. Однако не смотря на все усилия, физикИ так и не смогли зафиксировать того, что распады сверхтяжелых частиц происходили подобным образом.

С одной стороны, это может указывать на проблемы в теории. Однако физики не исключают и то, что у них просто недостаточно данных, чтобы "увидеть" следы подобных распадов кси-гиперонов.

Исследователи надеются, что проверить эту идею можно будет после того, как закончится обновление LHCb и других детекторов БАК. Кроме того, физики надеются исследовать и другие возможные каналы распада кси-гиперона. Благодаря этому ученые смогут получить однозначный ответ на вопрос, существуют ли сверхтяжелые нейтральные кси-гипероны в реальности.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономика и политика на EconomPolit.ru
Добавить комментарий