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.
Только что вспыхнули одни из самых мощных вспышек на нашем Солнце, каждая из которых была…
Наконец-то настал день запуска: капсула Boeing Starliner отправляется в понедельник на Международную космическую станцию в…
В жизни мало что можно сказать наверняка. Но кажется весьма вероятным, что люди будут исследовать…
Камни, исследованные марсоходом Curiosity на дне древнего, давно высохшего озера на Марсе, выявили условия, которые,…
Подключение пятого поколения или «5G» для сотовых технологий стало стандартом для сетей всего около пяти…
Каждую секунду через вас проходит около триллиона крошечных частиц, называемых нейтрино. Созданные во время Большого…