КОТО откри сигналите на нова физика Evenimentul Zilei
Автор: Каталина Курчану/Дата на публикуване: 08-03-2020 17:03
Експеримент в Япония с ускорителя J-PARC измерва четири събития от разпадането на неутрален каон в канал, в който не би трябвало да има дори едно.
Говори се за нова физика; или ... за експериментална грешка.
Експериментите при изследвания на частици в ускорители по целия свят се стремят да измерват как частиците се разпадат. Тези частици имат повече или по-малко дълъг живот - става въпрос за части от секундата - и начинът, по който се разпадат, възможните канали, се изчисляват от теоретиците, използвайки така наречения Стандартен модел на физиката на елементарните частици.
Така че обикновено разпадането на частица се измерва по определен начин и се сравнява с това, което се предоставя от теоретичния модел. Ако има разлики между двете стойности, тогава или теорията е погрешна, или експериментът. Най-интересният очевидно е случаят, когато теорията е тази, която не успява и не обяснява резултата от експеримента, тъй като в този случай това е ново откритие.
Понастоящем, когато се открият различията между теорията и експеримента, те може да се дължат на нова частица, като частица от тъмна материя, която не е включена в стандартния модел. Това е точно една от целите на експериментите с ускорители по света: откриването на нови видове разпад, които не би трябвало да съществуват в стандартния модел.
Ако това се случи, първо, изследователите проверяват, че това не е експериментална грешка - като тази, която преди няколко години доведе до погрешно откриване на неутрино със скорости, по-високи от светлинните (и която всъщност се дължи на някои кабели, които не се свързват добре).
В този контекст изследователи от експеримента KOTO в Япония, които използват каони от японския ускорител J-PARC, са направили откритие, което, ако бъде потвърдено, е изключително интересно.
KOTO измерва разпадането на частици, наречени каони, които от своя страна принадлежат към категорията на мезоните, т.е. те са съставени от кварк и антикварк. Кварките са елементарни частици в стандартния модел и са обект на силно ядрено взаимодействие. Каоните, използвани от KOTO, нямат електрически заряд и са изградени от "надолу" кварк и "стегнат" антикварк. KOTO измерва разпадането на тези каони в последен канал, съдържащ неутрална пешка, която от своя страна се състои от кварк "нагоре" и антикварк "нагоре".
Изследователите на KOTO са измерили четири събития, при които каоните са се разпаднали в неутрална пешка и невидима частица, която не са успели да измерят. Броят на събитията, които те очакваха от този вид, беше нула; така че четирите измерени събития не могат да бъдат обяснени в настоящата теория.
В този контекст международна група изследователи наскоро публикува статия в списанието Physical Review Letters (PHYSICAL REVIEW LETTERS 124, 071801 (2020)), в която стигат до заключението, че този резултат може да се обясни само с предположението, че заедно с неутралната пешка се случва нова невидима частица (вероятно тъмна материя), която досега никой не е успял да измери; или, напротив, това е съвсем нова физика, която все още не е разбрана.
Очевидно има и решение на някои експериментални грешки, които биха дали грешен резултат. Точно поради тази причина изследователите на сътрудничеството KOTO се подготвят да извършат нов експеримент, в който да потвърдят (или не) предишния резултат.
Така че ще видим в близко бъдеще дали сме изправени пред епохално откритие или, обратно, проблеми с експерименталния апарат или метода за анализ на данните.
Статия, написана от Каталина Оана Курчану, първи изследовател в областта на физиката на елементарните частици и ядрената физика, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Италия) и сътрудник на Scientia.ro
Нашите препоръки
Стандартният модел на физиката на елементарните частици отлично обяснява какво се случва с "нормалната" материя ...
Представители на Facebook обявяват, че начинът, по който ще разговарят в Messenger, ще се промени ...