«Новая физика» бросает вызов Стандартной модели

2 800 просмотров
Об авторе

Столкновение частиц

«Физика за пределами Стандартной модели» охватывает теоретические разработки, которые должны объяснить недостатки Стандартной модели, например, происхождение массы, нейтринные колебания, асимметрию материи и антиматерии, природу темной энергии и темной материи, а также те места, в которых Стандартная модель не согласуется с ОТО: сингулярность Большого Взрыва и горизонт событий черной дыры.

Последние наблюдения, представленные на конференции Europhysics, посвященной физике высокоэнергетических частиц в Гренобле, Франция, за топ-кварками (t-кварки, или истинные кварки) — самыми тяжелыми из известных фундаментальных частиц — могут перевернуть Стандартную модель.

Данные столкновений на ускорителе частиц Тэватрон в лаборатории Ферми в Батавии, штат Иллинойс, позволяют предположить, что некоторые из взаимодействий топ-кварков основаны на пока неизвестной силе и связываются неизвестной частицей, не представленной среди возможных в Стандартной модели — топ-глюоном. Согласно одной из интерпретаций, топ-кварк, связанный со своим отрицательным партнером, антитопом, будет действовать как вариация неуловимого бозона Хиггса, передавая массу другим частицам.

Регина Демина, физик из Университета Рочестера в Нью-Йорке, вместе со своими коллегами проанализировала данные столкновений частиц за восемь лет на двух детекторах Тэватрона, известных как DZero. Топ-кварки, образующиеся в столкновениях, могут разлетаться в сторону протонного или антипротонного лучей ускорителя. Демина и ее команда открыли, что в сторону протонного луча отправляется больше частиц, чем предсказывает Стандартная модель. Физике за пределами Стандартной модели придется объяснить это расхождение.

Согласно Nature, возможная новая модель была предложена Кристофером Хиллом, теоретиком лаборатории Ферми, который 10 лет назад, еще в 2003 году, предложил модель того, как топ-кварк и его античастица могут придавать массу W- и Z-бозонам, частицам, несущим слабые ядерные силы, ответственные за радиоактивный распад. В работе приводится аналогия некоторых низкотемпературных сверхпроводников, материалов без электрического сопротивления при температуре в несколько градусов выше абсолютного нуля. В некоторых сверхпроводниках электроны образуют пару, связанную вибрациями частиц в материале. Связанные электроны ограничивают расстояние, на котором действует электромагнитная сила вне материала, эффект, который придает эффективную массу фотонам — частицам света, переносчикам дальнодействующей электромагнитной силы, которые в нормальных условиях не имеют веса.

Таким же образом Хилл предположил, что топ-кварки и антитоп-кварки могут образовывать пары по всему космосу, будучи связанными силой, которую переносят пока неизвестные частицы — топ-глюоны.

«Как будто вся Вселенная выступает в роли сверхпроводника», — говорит физик Мэтью Шварц из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, разместивший данное исследование в Интернете. Шварц полагает, что модель Хилла может также объяснить асимметрию топ-кварков, наблюдаемую на Тэватроне.

Теория, как сообщает Nature, объясняет происхождение массы во всей Вселенной командными усилиями, во-первых, топ-глюона, который может взаимодействовать как с топ-кварком, так и антитопом, давая им вес так же, как сила, связывающая электроны в сверхпроводниках, наделяет ближайшие фотоны весом. Во-вторых, пара топ-антитоп сама по себе могла бы объяснить происхождение массы в остальной Вселенной, в том числе, например, W- и Z-бозонов, переносчиков слабого ядерного взаимодействия. Относительно большая масса, приобретенная W- и Z-частицами ограничивает диапазон действия слабых сил, нарушая симметрию между этой силой и дальнодействующей электромагнитной силой, которая, как считают теоретики, возникает на очень высоких энергиях.

Асимметрии, которая наблюдается на DZero, недостаточно, чтобы привести доказательство существования топ-глюона, но существуют и другие находки, обнаруженные независимыми исследователями на другом детекторе Тэватрона, CDF.

Теорию Шварца легко проверить. Топ-глюон имеет предполагаемую энергию в диапазоне мощнейшего в мире ускорителя частиц — Большого адронного коллайдера — поэтому может быть обнаружен в течение года, считает Шварц. Дмитрий Денисов, представитель DZero, согласен с тем, что результаты сходятся с данными других экспериментов. Однако предостерегает, что стандартная модель физики элементарных частиц настолько сложна, что трудно описывается уравнениями. Наблюдаемая асимметрия топ-кварках сравнивается с несовершенным суррогатом настоящей стандартной модели, поэтому предполагаемое расхождение вполне может быть вызвано неопределенностью модели.

Команда исследователей, работающая с детектором БАК Compact Muon Solenoid, сообщила 21 июля, что не видит никаких доказательств асимметрии топ-кварка. Но Шварц отмечает, что на БАК асимметрию увидеть сложнее, чем на Тэватроне, потому что БАК начинает с изначально симметричной настройки: сталкивает протонный луч с другим пучком протонов. Поэтому сложно разглядеть, выбирает ли топ-кварк одно из направлений.

«Новая физика» бросает вызов Стандартной модели

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

12 комментариев

  1. andreas1251

    "Который 20 лет назад, еще в 2003 году...."-ничего не напутали?))) поправьте пожалуйста

  2. artyfame

    Статья мне напомнила уроки физики лет 20 назад в 2006, нихрена не понимал как и не понял эту статью и вообще весь свой комент.

  3. ...

    По моему здесь тоже налажали "что на БАК асимметрию увидеть сложнее, чем на БАК, потому что БАК начинает с" И предложение противоречит само себе!!

  4. Sam777

    Фамилии ученых Демина и Денисов радуют :) а стандартная модель не то чтобы не верна, она не полна, а еще вернее действует в определенном пространство-времени, но не во всей Вселенной.

  5. Vladimir Gorunovich

    Новая физика - это не новая математическая сказка на старую тему. Новая физика, в лице полевой теории элементарных частиц, утверждает, что кварков и глюонов в природе нет! - Если Вы считаете иначе - скажите на каком ускорителе, и в каком году они были экспериментально обнаружены. - У Вас таких доказательств нет! А сказки можно сочинять любые, в том числе и про «конфайнмент» или «бозон Хиггса».

    • Guru

      То есть Вы хотите сказать, что нобелевские лауреаты Глешоу, Вайнберг, Салам ошибались в своей теории и напрасно объединили слабые и электромагнитные взаимодействия эл.частиц, а Гелл-Манн получил незаслуженную Нобелевскую премию, за то что постулировал кварковую модель эл.частиц. А Вы просто не признанный гений, который знает "Истину"? Так это заговор против Вас какой-то получается. Но что же тогда скажете о Бертоне Рихтере и Сэмюэле Чжаочжун Тинге, которые независимо друг от друга в 1974 зарегистрировали с-кварк в рамках открытия новой элементарной частицы. А u- и d- кварки были получены на Стэнфордском линейном ускорителе (SLAC) в 1968г. Затем b-кварк был получен в лаборатории Ферми в 1977 Ледерманом; в той же лаборатории Ферми, но уже на Тэватроне в 1995 году был получен t-кварк. А частицу содержащую s-кварк обнаружили еще до того, как ввели классификацию кварков. Глюоны (точнее глюонные струи) были впервые обнаружены на коллайдере PETRA в исследовательском центре DESY (Гамбург, ФРГ) в 1979г. Вроде все назвал. Или Вы считаете, что все это вранье и все публикации с описанием результатов экспериментов (которые не очень сложно найти) тоже сплошь фальсификация?

      • Vladimir Gorunovich

        Вместо того, чтобы сочинять обо мне сказки, разбавленные некоторым количеством слов правды (наверно для правдоподобия), лучше посмотреть, что я делаю, и прочитать то, что я пишу, а затем попытаться осмыслить прочитанное. А еще люди, отвечающие за свои слова, подписываются своими именем и фамилией, а не скрываются за никнеймом.
        Для тех, кто желает во всем разобраться, считаю нужным пояснить следующее:
        Гипотеза кварков, была выдвинута М. Гелл-Манном и, независимо от него, Дж. Цвейгом в 1964 году. Тогда в физике элементарных частиц шел процесс накопления экспериментальных данных. У теории поля что-то не получалось и альтернативой стала квантовая теория, в рамках которой и была выдвинута данная гипотеза. Гипотеза кварков позволила объяснить часть спектра элементарных частиц (мезонов и барионов) и это было многообещающим. Физике было неважно, под главенством какой теории или модели идет процесс накопления экспериментальных данных. Когда данных накопилось достаточно, для создания теории элементарных частиц они были переосмыслены, и, как обычно бывает, на свет появилась теория - полевая теория элементарных частиц. Мне посчастливилось быть первым, за что огромное спасибо моим учителям. Кстати, последний из моих учителей (Лев Иванович Комаров) был сторонником квантовой теории, но осознав то, до чего я докопался и, поняв важность этого для физики, он не пытался меня тормозить или в чем-то обвинять – для него важно было, чтобы я во всем разобрался. Жаль, что сегодня его нет рядом. Что касается основного выбора между виртуальными частицами и законом сохранения энергии я еще, будучи студентом, сделал осознанный выбор в пользу фундаментального закона природы – закона сохранения энергии. А всякие математические манипуляции над законами природы считаю недопустимыми для науки.
        А наличие дробного электрического заряда в природе (гипотетические кварки должны обладать дробным электрическим зарядом) экспериментально не установлено. Уточняю: дробный электрический заряд внутри элементарных частиц есть, но он не связан с гипотетическими кварками, и его величина немного отличается от предположений стандартной модели (он кратен не e/3 а e/4). И вообще стандартную модель я считаю эмпирическим подходом. На определенном этапе развития физики она сыграла положительную роль, но теперь ее время заканчивается.
        Что я думаю по поводу таких нападок: Физика заложила очень крутой вираж – вот некоторые и попадали. А перспектива со временем, если не принимать усилий, оказаться за бортом физики сильно не нравится – отсюда и возмущения. Но может лучше начать исследовать новое направление в физике. Работы непочатый край, и если получится – не просто войдёшь в историю Новой физики, а будешь творить ее. Успехов!!!

        • Guru

          "наверно для правдоподобия"? Вы воспринимаете то что Вам отвечают? Вы спросили про даты и ускорители на которых были обнаружены кварки, я вам их привел, только достоверные факты. О чем тут может быть еще речь? Почему "Ваша теория", столь шикарная до сих пор не признана? Может потому что нет абсолютно никаких доказательств, хотя бы косвенных? В отличие от теории кварков. Кстати по поводу того что "лучше посмотреть, что я делаю". Я почитал о том что вы продвигаете некогда популярную полевую теорию (ранее о ней писал Паули и Гейзенберг). Но эта теория не нашла доказательств. Какие есть экспериментальные доказательства?

          • Vladimir Gorunovich

            Повторный вопрос: на коком ускорителе и в каком году были экспериментально ОБНАРУЖЕНЫ В СВОБОДНОМ ВИДЕ, какие кварки? - Сказки насчет следов кварков или конфайнмента меня не интересуют – нужны даты соответствующих открытий. Дробный электрический заряд, которым должны обладать гипотетические кварки нечем в природе скомпенсировать, кроме самих воображаемых кварков. Если когда-либо в эксперименте на ускорителе или в космических лучах появился свободный кварк – он не может самопроизвольно исчезнуть, это запрещено законом сохранения электрического заряда, но наверно Вас это не беспокоит.
            А почему полевую теорию элементарных частиц не признают сторонники квантовой теории, я хорошо понимаю и не надеюсь, что когда-нибудь признают.
            Напоминаю, полевая теория дает правильный спектр всех известных элементарных частиц (и предсказывает новые), в том числе и лептонов, не вписывающихся в кварковую модель. Но в ней нет места вымышленным кваркам, глюонам, бозонам Хиггса, гравитону и … . А по тому, что Вы тут написали, я понял, что Вы в ней не разобрались.
            Если Вы по-прежнему не пожелаете представиться, наш разговор в интернете будет прекращен. Я на анонимов свое время тратить не буду, мне его и так не хватает.

  6. Guru

    Безусловно полевая теория элементарных частиц интересна по своему и объясняет многие "пробелы" стандартной модели. Но это лишь теория, основанная на постулате о том, что элементарные частицы, кроме фотона, представляют собой вращающуюся со скоростью света поляризованную электромагнитную волну с постоянной составляющей. И остается только теорией, потому что НЕТ экспериментальных доказательств, даже таких косвенных, мнимых и неявных как в случае с квантовой теорией. По сему не вижу смысла продолжать данную дискуссию. Успехов Вам.

  7. Vladimir Gorunovich

    Сегодня Новая физика сделала больше: установила новый природный источник энергии землетрясений, вулканической деятельности, тектонической деятельности, геотермальной деятельности, теплового потока, исходящего из недр Земли, который по величине может стать основным источником. Поступающий в мантию Земли поток энергии от этого источника сегодня оценивается физикой как 8 ×10 в 15 степени Вт.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.