Текст уведомления здесь

Редкий распад мезона на БАК подтвердил Стандартную модель

Ученые, работающие с данными Большого адронного коллайдера (БАК), зарегистрировали очень редкий случай распада прелестного странного мезона на два мюона. Эти результаты были предсказаны Стандартной моделью, однако их экспериментального подтверждения ученым пришлось ждать три десятка лет.
Добавить в закладки
Комментарии
Поведение элементарных частиц описывает теория, называемая Стандартной моделью. Ей уже примерно полвека, а три года назад была найдена последняя недостающая частица, предсказанная этой теорией — бозон Хиггса.

«Стандартная модель очень хорошо описывает все экспериментальные данные, но у нее есть внутренние проблемы: если пытаться посчитать процессы при больших энергиях, то получаются несуразности. Поэтому ее надо как-то исправлять. Для этого можно попробовать найти какие-то новые частицы, которые в нее не укладываются, или процессы, которые выходят за ее рамки», — объяснил «Чердаку» участник одной из коллабораций БАК — CMS Владимир Гаврилов, начальник лаборатории ядерной физики высоких энергий Института теоретической и экспериментальной физики.

В Стандартной модели есть три группы частиц: кварки, лептоны и калибровочные бозоны, отвечающие за три фундаментальных взаимодействия: сильное, слабое и электромагнитное. Ядра атомов всех веществ состоят из кварков. Кварки не разлетаются в разные стороны, потому что их скрепляют глюоны — переносчики сильного взаимодействия. Например, протон состоит из трех кварков, «склеенных» глюонами. Лептоны не участвуют в сильных взаимодействиях, только в слабых и электромагнитных. Самый известный пример лептона — электрон.

Гаврилов и его коллеги, объединив данные экспериментов CMS и LHCb (работы российских ученых в этой коллаборации поддерживает ФЦП "Исследования и разработки", проект 14.610.21.0002) на Большом адронном коллайдере за 2011 и 2012 годы, обнаружили статистически достоверный распад Bs-мезона на два мюона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Мезоны — это частицы, которые состоят из одного кварка и одного антикварка, склеенных глюонами. Bs-мезон образован одним странным (strange) кварком и одним прелестным (beauty) антикварком («двойником» кварка из антиматерии). Мюон можно представить себе как тяжелый электрон, в 200 раз тяжелее обычного. В природе мюоны образуются при взаимодействии космических лучей с частицами в верхних слоях атмосферы и быстро распадаются.

«Распад Bs-мезона на два мюона очень редкий, его вероятность примерно три случая на миллиард, так что нужно было зарегистрировать десятки миллиардов распадов, чтобы найти нужное количество случаев для достоверной статистики. Этот распад интересен тем, что в нем могли бы проявить себя какие-то новые частицы, которые не вписываются в Стандартную модель. Для того чтобы их получить, нам не хватает энергии, но в таких распадах они бы могли себя проявить», — пояснил ученый.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы