EVERYTHING
Як повідомляє Scientificamerican, дослідники LHCb не шукали нові важкі частинки напряму. Натомість вони аналізували їхні тонкі ефекти — зокрема моменти, коли ці «віртуальні частинки» з’являються миттєво під час розпаду інших мезонів і впливають на його кінцевий результат. Для цього науковці вивчали частоту та кут виходу продуктів із розпаду, порівнюючи їх із теоретичними прогнозами.
Механізм «пенгін-розпаду»
Аналіз зосереджувався на процесі, коли B-мезон — частинка, що складається з нижнього кварка та іншого легшого кварка — розпадається на мезон із химерним кварком (kaon) і два мюони. Цей тип розпаду відомий як «пенгін-розпад». Фізики вважають, що саме цей процес повинен бути особливо чутливим до ще не відкритих фізичних явищ. Термін «пенгін» був вигаданий британським теоретиком John Ellis у 1977 році через схожість діаграми розпаду з зображенням птаха-пенгіна.
Цей процес включає квантовий цикл, де нижній кварк тимчасово перетворюється на химерний кварк через «віртуальні» частинки. Квантова фізика дозволяє навіть важким частинкам поза Стандартною моделлю миттєво втрутитися у цей цикл і змінити властивості кінцевих продуктів таким чином, що це неможливо пояснити лише відомими нам частинками.
Статистична значущість та дані експерименту
Оскільки розпад B-мезонів такого типу є надзвичайно рідкісним — приблизно 1 на 1 мільйон, — вплив нових частинок легше помітити порівняно з більш поширеними процесами. Новий аналіз охоплює близько 650 мільярдів розпадів, зібраних під час двох прогонів LHC у період між 2011 та 2018 роками. Вимірювання кутів виходу частинок не збігаються із Стандартною моделлю з значущістю приблизно чотирьох сигм.
Це означає, що ймовірність того, що цей сигнал виник через випадковий шум стандартних процесів, становить лише близько 1 на 16 000. Вільям Бартер, фізик частинок з University of Edinburgh, UK, який працює над LHCb, зазначив: «Це один із найбільш значущих результатів останніх кількох років на LHC». Додатково важливо, що це виявлення частково підтверджується іншим експериментом LHC — Compact Muon Solenoid (CMS), який також спостерігав розбіжність.
Перспективи досліджень
Зростання доказів аномалії з 2015 року свідчить про те, що наукова спільнота все більше схиляється до гіпотези існування нових фізичних елементів. Якщо ці результати будуть незалежно репліковані та підтверджені іншими експериментами, це може стати ключем до перегляду фундаментальних законів природи.
Таким чином, цей розпад B-мезону виступає як високочутливий детектор для пошуку нових частинок і сил, які можуть бути за межами нашого нинішнього теоретичного розуміння Всесвіту.