Большой Адронный Коллайдер (БАК), самый большой и мощный ускоритель частиц на сегодняшний день, изначально создавался для исследований явлений и процессов, находящихся на самом краю или за гранью известных нам областей физики. И не так давно в данных, собранных учеными Европейской организации ядерных исследований CERN, были обнаружены аномалии, связанные с частицами, которые ведут себя не так, как предсказывают существующие теории. Исследования в данном направлении находятся пока еще на самой ранней стадии, тем не менее, сделанное открытие уже содержит серьезные намеки на существование новых частиц или фундаментальных сил, не вписывающихся в рамки Стандартной Модели.
Открытие, о котором сейчас идет речь, было сделано учеными при помощи оборудования эксперимента LHCb. Одним из направлений этого эксперимента является изучение частиц, именуемых прелестными кварками (бьюти-кварк, beauty quark). Эти частицы возникают в больших количествах при столкновениях протонов в коллайдере, но они существуют очень малое время, после чего распадаются на электроны или мюоны.
Согласно Стандартной Модели физики элементарных частиц, прелестные кварки должны распадаться на электроны или мюоны в равных пропорциях. Но статистические данные, собранные за пять лет, указывают на то, что прелестные кварки "предпочитают" распадаться на электроны в большей степени, среднее соотношение количества распадов на электроны к количеству распадов на мюоны составляет 100 к 85. Причина происходящего остается загадкой для ученых и происходящее не может быть объяснено в рамках Стандартной модели. Одним из самых вероятных объяснений является вмешательство в этот процесс некоей, пока еще неизвестной частицы.
Имеющийся сейчас в руках ученых набор данных содержит достаточно убедительные доказательства существования новой частицы, но его еще недостаточно для идентификации этой частицы. Тем не менее, существующие доказательства являются четким указанием направления для дальнейших исследований, данные которых в будущем дополнят существующий набор данных и позволят пролить свет на возникшую загадку.
К сожалению, еще очень рано для того, чтобы говорить обо всем вышеперечисленном, как о действительном научном открытии. Нашим постоянным читателям хорошо известно, что для признания чего-нибудь научным открытием требуется показатель статистической достоверности данных и результатов на уровне 5 сигма, оставляющий 1 из 3.5 миллионов шансов того, что результаты являются ошибкой или простым совпадением. Достоверность же результатов эксперимента LHCb составляет пока лишь 3 сигма, оставляя 1 из 1000 шансов того, что все это является ошибкой или аномалией.
Тем не менее, ученые CERN сохраняют оптимистичный настрой, продолжая питать надежду, что им удалось "выглянуть" за грань известной физики и "заглянуть" в новую неизведанную область. В конце концов, даже сейчас имеется несколько фактов и вопросов, которые не могут быть объяснены с точки зрения Стандартной Модели. К этим вопросам относится феномен темной материи, наблюдаемый во Вселенной дисбаланс между количеством материи и антиматерии, и, даже, силы гравитации.
"Открытие фундаментальной силы абсолютно новой природы или новой элементарной частицы является Святой Граалем любого ученого" - рассказывает Константинос Петридис (Konstantinos Petridis), ведущий исследователь эксперимента LHCb, - "Подобные открытия или даже небольшие намеки на факт существования новых сил или частиц могут обеспечить прорывы, которые дадут нам ответы на все или часть фундаментальных вопросов".