Новые данные о бозонах угрожают стандартной модели физики

После десятилетия тщательных измерений ученые объявили в четверг, что фундаментальная частица — бозон W — имеет значительно большую массу, чем предполагалось, что пошатнуло основы нашего понимания того, как устроена Вселенная.

Эти основы основаны на Стандартной модели физики элементарных частиц, которая является лучшей теорией, которая есть у ученых для описания самых основных строительных блоков Вселенной и сил, которыми они управляют.

Бозон W управляет так называемым слабым взаимодействием, одним из четырех фундаментальных сил природы и, следовательно, одним из столпов Стандартной модели.

Однако новое исследование, опубликованное в журнале Science, показало, что самое точное измерение W-бозона, когда-либо сделанное, прямо противоречит предсказанию модели.

Ашутош Котвал, физик из Университета Дьюка, который руководил исследованием, сообщил AFP, что более 400 ученых в течение 10 лет тщательно изучили четыре миллиона кандидатов в бозоны W из «набора данных о примерно 450 триллионах столкновений».

Эти столкновения, вызванные столкновением частиц друг с другом на умопомрачительных скоростях для их изучения, были сделаны коллайдером Тэватрон в американском штате Иллинойс.

Это был самый высокоэнергетический ускоритель частиц в мире до 2009 года, когда его вытеснил Большой адронный коллайдер недалеко от Женевы, на котором несколько лет спустя, как известно, наблюдался бозон Хиггса.

Теватрон прекратил работу в 2011 году, но с тех пор ученые из Коллайдерного детектора в Фермилабе (CDF) обрабатывают цифры.

«Трещины» в модели.

Гарри Клифф, физик частиц из Кембриджского университета, работающий на Большом Адронном Коллайдере, сказал, что Стандартная модель — «вероятно, самая успешная научная теория, которая когда-либо была выдвинута».

Стандартная модель не лишена недостатков.

Например, она не учитывает темную материю, которая, как считается, вместе с темной энергией составляет 95 процентов Вселенной. В ней также говорится, что Вселенная не должна была существовать с самого начала, потому что Большой Взрыв должен был уничтожить сам себя.

Ученые CDF заявили, что они определили массу бозона W с точностью до 0,01 процента, что в два раза точнее, чем предыдущие попытки.

Они сравнили это с измерением веса 350-килограммовой гориллы с точностью до 40 граммов.

Ученые обнаружили, что бозон отличается от предсказания Стандартной модели на семь стандартных отклонений, которые также называются сигмой.

Если вы подбрасываете монетку, «шансы получить результат с пятью сигмами по случайности составляют один к трем с половиной миллионам».

Если это правда, а не какая-то систематическая предвзятость или непонимание того, как проводить расчеты, то это огромная проблема, потому что в нашей Вселенной есть новый фундаментальный ингредиент, о котором мы не знаем.

Агентство Франс-Пресс.