БАК снова проверил Стандартную модель — увы, успешно

14 488 просмотров
Об авторе

LHCb

Открытие бозона Хиггса было триумфальным для Стандартной модели, которая предсказала, как частица образуется, ведет себя и распадается во время столкновений в Большом адронном коллайдере. На самом деле, Стандартная модель точно предсказала почти все, что нам нужно было.

Казалось бы, стоит радоваться. Но такое положение дел не особо устраивает физиков, поскольку Стандартная модель является неполной. В ней нет никаких частиц, которые могли бы объяснить темную материю. Она не включает объяснений, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. И она не предоставляет никакого механизма, который мог бы снабдить нейтрино массой.

Обнаружение новой частицы, которая не была предсказана Стандартной моделью, стало бы очевидным признаком того, что мы готовы выдвигаться за ее пределы. Но нам необязательно искать новую частицу, чтобы разбить Стандартную модель; как мы уже сказали, модель также предсказывает поведение и распад частиц. Так что поиск странных распадов также мог бы пролить свет.

В конце этой недели ученые с двух крупных детекторов БАК сообщили, что наконец выявили один из таких распадов. К сожалению, он произошел при условиях, неотличимых от тех, что предсказываются Стандартной моделью.

Этот распад включает в себя набор частиц под названием нейтральные B-мезоны. B-мезоны — это частицы, которые содержат тяжелый боттом-антикварк (или прелестный), который весит почти в четыре раза больше протона. В нейтральных B-мезонах боттом-антикварк находится в паре с другим кварком, странным. По сути, они представляют экзотические версии нейтрона, построенного с тяжелыми кварками.

Эти частицы могут распадаться совершенно разными способами, наиболее распространенный из которых заключается в производстве единичного мюона (тяжелого двоюродного брата электрона) и нейтрино. (Кварк и антикварк в этих частицах не могут аннигилировать, поскольку боттом-антикварк может проделать это только с боттом-кварком). Однако есть редкий путь распада, который включает тяжелейшую из известных частиц (топ-кварк, истинный кварк), что приводит к производству мюона и антимюона. Стандартная модель предсказывает, что эти пути довольно редкие. В случае с анти-боттом/странным B-мезоном, мы ожидаем, что это произойдет четыре раза на каждый миллиард распадов. В случае с анти-боттом/странным B-мезоном, мы ожидаем, что это случится лишь один раз на 10 миллиардов распадов.

Найти что-то вроде этого не так-то просто. Вам нужно просмотреть множество B-мезонов и избавиться от большого числа случайных событий, которые производят комбинацию мюона/антимюона. К счастью, БАК имеет детектор, LHCb, который специализируется на изучении B-мезонов. В одной из последних работ данные LHCb были объединены с данными детектора общего назначения CMS. Вместе два детектора просмотрели достаточно столкновений, чтобы обнаружить 100 или больше нужных нам распадов.

Ожидалось, что нейтральные B-мезоны живут достаточно долго, чтобы сдвинуться на несколько сантиметров от места столкновения протонов; два мюона из конкретно такого распада должны были пройти к внешним границам детекторов частиц. Ученые обоих детекторов также смоделировали довольно много распадов B-мезонов и ложных сигналов и обучили программное обеспечение различать их.

Более распространенные распады из антиботтом/странной комбинации были обнаружены с уровнем значимости более шести стандартных отклонений (6σ) и на уровне, которые полностью укладывается в предсказания Стандартной модели. Обнаружение антиботтом/прелестных распадов набрало только 3,2σ — недостаточно, чтобы провозгласить открытие. Уровень обнаружения был чуть выше предсказанного Стандартной моделью, но из-за недостаточного количества этих распадов по-прежнему укладывается в предсказания модели.

Подводя итоги: нет никаких признаков существования физики за пределами Стандартной модели, хотя мы знаем, что она должна быть. И это расстраивает. Неизвестные тяжелые частицы, вроде тех, что могли бы объяснить темную материю, могли бы вести себя подобно топ-кварку и увеличить число распадов на этом пути. Меньшие числа позволили бы ограничить идеи о том, какую дополнительную физику можно было бы ожидать. Вместо этого ученым придется вести исследования на основе уже имеющихся теоретических наработок.

БАК снова проверил Стандартную модель — увы, успешно

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

34 комментария

  1. smp254@bk.ru

    Блин ну мы хоть раз выйдем на темную сторону вселенной? Жизни в будущем у нас не будет без этого! Что если нам просто выбросить стандартную модель и придумать новую, с темной материей и энергией. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • pochi

      И новый адронный коллайдер в придачу.

    • vip

      Чтобы выйти на тёмную сторону Вселенной, надо сначала разобраться, что мы называем этим именем: действительно бесконечную по нашим меркам Вселенную, или только её видимую нами часть, которую мы ещё называем Метагалактикой.
      Первая может "расширяться", ибо бесконечность всегда может бесконечно расширятся в бесконечность (простите за каламбур, высказанный ещё Кузанцем).
      Вторая не расширяется, ибо пределы нашей видимости неизменны.

  2. VictorSK

    Я понимаю, что должен сам разобраться в теме, но возможно есть добрые люди, которые объяснят на пальцах и в вкратце, о чём статья? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • JollyRoger

      А ты(Вы) потом атомную бомбу дома сделаешь. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • Dynortice

      В принципе на этом ресурсе всегда очень понятно обьясняют квантовую физику, физику СМ, СТО, ОТО. Что бы лучше понять данную статью, советую погуглить на тему стандартной модели и физики элементарных частиц. Какие частицы за что отвечают и т. д. Очень интересная тема, как по мне.

    • User777

      Ты просто статьи Ильи Хеля мимо проходи)

    • pochi

      О том, что существование тёмной материи и прочей уличной магии вновь не было предметно подтверждено на пальцах, частицах и остаточных потрохах их столкновений на бумерских скоростях. Как-то так.

  3. VictorSK

    Спасибо:) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. vinstlow

    Опять же, дело может быть в недостаточном ускорении.

  5. storm X

    Увы, успешно... Что? Мне, походу тоже, статьи Ильи не постичь (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • vinstlow

      Все просто: стандартная модель не объясняет многие неясные моменты и запуская коллайдер мы пытались найти частицы, которые не были предсказаны ею. Пока что она предсказывает все, а значит неясные моменты оными и остаются, что печально.

  6. sairon

    Все потому что кроется уже в квантовой физеке, дальше идет другая реальность, а они как идиоты стандартами нашего атомного мира думают. Нету не какой темной материи. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • sunny_my_hi

      И рускова изыка никаково нету (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • sairon

        Оооо... какой вы любезный, а сами давно научились грамматике или только подстрекать мозгов хватило? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • vip

      Для физиков тёмная материя действительно не существует. Однако для математиков и многих физико-математиков тёмная материя является реальностью, как и все их сложнейшие теории.
      Думаю, что очень к месту тут слова великого Ломоносова (1711-1765):
      «Те, кто пишут темно, либо невольно выдают этим своё невежество, либо намеренно, но худо скрывают его. Смутно пишут о том, что смутно себе представляют».

  7. loijeje

    "Еблысь" происходящее в БАКе с точки зрения ЗАКОНАМИРОЗДАНИЯ уже есть ошибка-лажа, которую ЗАКОНМИРОЗДАНИЯ устраняет на месте.Учённые же не концентрируют сознание на поиске гармонии в системе, но как глупые дети крошат УСТРОЙСТВО.Обезъяны,хватит прыгать, начинайте думать.

    • vinstlow

      Обожаю когда учёных оскробляют тупыми. Если подумать, то уровень оскорбления диванных умников обратно пропорционален понимаю явления, что в свою очередь прямо пропорционально IQ ребятишек. :) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • pochi

      А я вот себе в пиво ничего не кладу. Моё пиво - просто пиво =D

      • loijeje

        В просто пиве уже всё есть чтоб тормозить-хмель(наркота),спирт. А мешать наркоту и алкоголь-"последнее дело"

      • loijeje

        Обзывать квантовые векторы: странностью, очарованием и т.д в ясном сознании невозможно.Мало того, что дети они ещё обдолбленные просто пивом(хмель,алкогль) дети

        • vinstlow

          Во первых векторы квантовых состояний это другая тема, а так называют фундаментальные частицы. Что за тупая привычка критиковать то, чего даже не знаешь, не говоря уже о том, чтобы в этом разбираться? Во вторых это хорошие названия, потому что они кратко характеризуют отличительные черты взаимодействий элементов. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

          • loijeje

            Мне чудится что существуют фундаментальнае области пространства в которых по каким то непонятным для учённых законам организованно действие пространства этой области.Из чего возикают иллюзии "твёрдости""материализма" Какой смысл вложен Вами в понятие "частица" мне непонятно.

            • vinstlow

              Для учёных непонятно а для вас понятно? Что за разделение на нас/вас и учёных? ) И я пользуюсь общепринятой терминологией. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

              • loijeje

                Понятно,только непонятно как из понятно практическую пользу извлечь.Терминология же устаревает,костенеет и лишает сознание гибкости.Но и без терминологии науку систематизировать невозможно. Во всём оптимально придерживатся "золотой середины"Вот мечусь. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • vinstlow

      Давно заметил: сила оскорблений в сторону ученых в 99% прямо пропорциональна тупости и незнанию. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  8. vip

    Цитата: Стандартная модель является неполной. В ней нет никаких частиц, которые могли бы объяснить темную материю. Она не включает объяснений, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. И она не предоставляет никакого механизма, который мог бы снабдить нейтрино массой.

    Комментарий: Сначала придумываем тёмную материю и антиматерию, а затем дискутируем, какой материи больше. Все заняты делом.
    Однако, для начала, стоит разобраться, что нас окружает? А, окружает нас энергия в виде поля и вещества.
    Сначала, в результате флуктуаций, появляется потенциальная и кинетическая энергия, то есть – силовое (потенциальное) поле.

    Справка: Флуктуацией мы называем случайные отклонения наблюдаемых физических величин от их средних значений.

    Что является средним значением для энергии в данном случае? Конечно же – ноль (то есть, отсутствие энергии). В расчёте на это отсутствие некоторые и «видят» вакуум (физический вакуум) и даже эфир. Однако, реально мы ощущаем среду, обладающую энергией. И эта реальная энергия является потенциальной энергией (энергия взаимодействия – отрицательна) и сопутствующей кинетической энергией (энергия вихря или просто движения – положительна).
    Сумма этих энергий действительно равна НУЛЮ. Полной энергии как бы и нет. Но, благодаря флуктуации, энергия существует в виде силового (потенциального) поля и в виде вихря.
    Ясно, что само поле уже есть энергия в полевой форме, а вещество (материальный объект в поле), всего лишь уплотнение полевой энергии в данной части поля.
    Подробнее в простой и внятной форме здесь: http://vip46.livejournal.com/3114.html

    • loijeje

      Хотел бы добавить: первичные флуктации возникают в результате конфликта принципов ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ стремящегося организовать в пространстве окружность и МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ описывающего объём в квадратах.В отсутствии каких либо физических сил не возможно равновесие покоя в пространстве.

  9. ivanovich-6056@mail.ru

    Уважаемые! --- Убедительно прошу опубликовать ниже следующею информацию --- у Вас и везде, где только можно в интернете в математические разделы или в общие на ваше усмотрение.

    APPEAL TO WORLD
    PUBLIC !!!
    WARNING !!!ALL,
    Dear you cann't do nothing, nothing to help, that does not change, and did not respond to my request --- necessarily go to my website
    http://2357111317.jimdo.com/

    ---- But, then, as firmly proved there --- EARTH, all of humanity including YOU --- perish and destroy them all --- until 2039. !!! --- FULL cooling core and decay of the magnetosphere. ---

    ---IF, do not fix it in textbooks, and thus in the nature on EARTH --- false picture NUMBERS !!!

    ALL are detailed described and found on this website.
    I warn you that I have the copyright svidetelsto on these discoveries.

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    ОБРАЩЕНИЕ К МИРОВОЙ
    ОБЩЕСТВЕННОСТИ !!!
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВСЕМ !!!
    Уважаемые, Вы можите ничего не делать, ничем не помогать, ни чего не менять и никак не реагировать на мою просьбу --- в обязательном порядке зайти на мой сайт http://2357111317.jimdo.com/

    ---- Но, тогда, как твёрдо доказал там --- ЗЕМЛЯ, всё ЧЕЛОВЕЧЕСТВО в том числе и ВЫ --- ПОГИБНИТЕ И ВСЕХ ПОГУБИТЕ --- ДО 2039 ГОДА!!! --- ОТ ПОЛНОГО ОСТЫВАНИЯ ЯДРА ЗЕМЛИ И РАСПАДА МАГНИТОСФЕРЫ. ---

    --- ЕСЛИ, НЕ ИСПРАВИТЕ В УЧЕБНИКАХ, А ЗНАЧИТ И В ПРИРОДЕ НА ЗЕМЛЕ --- ЛОЖНУЮ КАРТИНУ ЧИСЕЛ !!!

    ВСЁ ПОДРОБНО УКАЗАНО, ОПИСАНО И НАЙДЁТЕ НА ЭТОМ САЙТЕ. ----
    http://2357111317.jimdo.com/

    Предупреждаю, что имею авторское свидетельсто на эти открытия.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.