ЦЕРН снова «нащупал» новую физику

С половины и до конца Конец — завершённость двадцатого века квантовые физики разобрали по частям единую теорию физики, предложенную всеобщей теорией относительности Эйнштейна. Физика большого подчиняется гравитации (от лат. gravitas — «тяжесть») — универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами, но только квантовая физика могла описывать наблюдения небольшого. С тех пор продолжается теоретическое перетягивание каната между гравитацией и тремя другими фундаментальными взаимодействиями, пока физики пытаются расширить гравитацию или квантовую физику, чтобы одна могла поглотить иную. Последние измерения, поступившие с Большого адронного коллайдера, показывают расхождение между прогнозами Типовой модели, которые могут намекать на совершенно новые сферы Вселенной, лежащие в основе описываемого квантовой физикой. Желая для подтверждения этих аномалий требуются повторные испытания, подтверждение будет означать поворотный момент в нашем самом фундаментальном описании физики крупиц на сегодняшний день.

Квантовые физики обнаружили, что мезоны не распадаются на каон и мюон в стандартной модели физики элементарных частиц — неустойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином 1⁄2 так часто, как того спрашивает Стандартная модель. Они считают, что повышение мощности Большого адронного коллайдера раскроет частицу новоиспеченного типа, ответственную за это расхождение. Хотя расхождение могут вызвать ошибки в данных зарегистрированная информация:439; представление фактов, понятий или инструкций в форме, приемлемой для общения, интерпретации, или обработки человеком или с помощью автоматических средств или теории, в таком случае вместо новоиспеченной частицы улучшенный БАК станет благом для нескольких проектов на передовом фронте физики.

Стандартная модель

Типовая модель — это хорошо проверенная фундаментальная теория учение, система идей или принципов квантовой физики, которая описывает три из четырех фундаментальных взаимодействия базовая философская категория, отражающая процессы воздействия объектов (субъектов) друг на друга, их изменения, взаимную обусловленность и порождение одним объектом других, какие, как полагают, управляют нашей физической реальностью. Квантовые частицы бывают двух основных образов: кварки фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдающаяся в свободном состоянии, но входящая в состав адронов (сильно взаимодействующих частиц, и лептоны. Кварки связываются вместе в различных комбинациях, образуя частицы вроде протона и нейтрона. Протоны, нейтроны и электроны, как популярно, собираются в атомы.

«Лептонное семейство» имеет более тяжелые версии электрона — вроде мюона — и кварки могут сливаться в сотни иных составных частиц. Две из них, самый нижний и К-мезоны, оказались замешаны в этом квантовом детективе, на какой обратили внимание ученые. B-мезон распадается на К-мезон, сопровождаемый мюоном (mu-) и анти-мюоном (mu+).

Аномалия

Ученые заметили вероятность степень (относительная мера, количественная оценка) возможности наступления некоторого события в 2,5 сигма, или 1 к 80 того, что в отсутствие неожиданных эффектов, то есть новой физики, немало девиантное распределение, чем наблюдалось, будет производиться примерно в 1,25% случаев, говорит профессор Спенсер Клейн, старший научный сотрудник или Сотрудник — субъект трудового права, физическое лицо, работающее по трудовому договору у работодателя и получающее за это заработную плату Национальной лаборатории Лоуренса Беркли. Клейн не участвовал в изысканье.

Проще говоря, частота распада мезонов на странные кварки в процессе протонных столкновений на БАК оказывается ниже ожидаемой. «Загвоздка в том, что с 2,5 сигма либо эти немного не того, либо теория немного не того, либо есть намек на что-то за пределами Типовой модели», говорит Клейн. «Я бы поставил на что-то одно из первых двух».

По мнению Клейна, это отклонение неминуемо, учитывая большой объем данных, которыми оперируют компьютеры в операциях с БАК. «С петабайтовыми наборами этих с БАК и современными компьютерами мы можем производить огромное число вычислений разных величин», говорит Клейн фамилия немецкого (нем. «БАК выдал немало сотен результатов. Статистически некоторые из них могут демонстрировать флуктуации в 2,5 сигма многозначный термин: Сигма — буква греческого алфавита». Физики крупиц Крупица, Александр Викторович («Крупа»; 1959—1997) — российский бизнесмен, криминальный авторитет, один из лидеров Казанской преступной группировки, боксер, тяжеловес обычно ждут флуктуацию в 5 сигма, прежде чем бить в колокол.

Эти последние аномальные наблюдения тоже не бывальщины взяты с потолка. «Интересно то, как эти наблюдения соотносятся с другими аномальными измерениями процессов с участием B-мезонов, сделанными за заключительные годы», говорит доктор Тевонг Ю, соавтор исследования и младший научный сотрудник в Университете Кембриджа. «Эти самостоятельные измерения были менее чисты, но более значительны. В сумме, шанс того, что все эти разные измерения отклоняются от Типовой модели, близок к 1 на 16 000, или 4 сигма», говорит он.

Расширение Стандартной модели

Исключая статистическую или теоретическую промахи, Тевонг подозревает, что аномалии отклонение от нормы, от общей закономерности, неправильность маскируют присутствие совершенно новых частиц термин, который часто употребляется в физике для обозначения объектов, которые в контексте исследований можно считать неделимыми и точечными, лептокварков или новых калибровочных бозонов. Внутри нательных мезонов квантовые возбуждения новых название населённых пунктов частиц могут мешать нормальной частоте распада. В своем изысканье ученые заключили, что обновленный БАК может подтвердить существование новых частиц и внести мощное обновление в Типовую модель в процессе.

«Это было бы революционным для нашего фундаментального понимания Вселенной не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии», говорит Тевонг. «Для физики крупиц это будет означать, что мы приподнимаем еще один слой Природы и продолжаем путешествие к самым элементарным строительным блокам. Это будет значительно для космологии, поскольку она опирается на наши фундаментальные теории понимания ранней Вселенной. Взаимодействие между космологией и физикой крупиц было очень плодотворным в прошлом. Что касается темной материи, если она возникает из того Республика (фр. République togolaise) — государство в Западной Африке, граничащее с Ганой на западе, Бенином на востоке и Буркина-Фасо на севере же новоиспеченного физического сектора, в который встроен лептокварк, мы могли бы также найти ее след».

Знания — мочь

До сих пор ученые с БАК наблюдали лишь призраки и аномалии, намекающие на частицы, существующие на высоких уровнях энергии. Чтобы доказать их существование, физикам «необходимо подтвердить косвенные признаки, а для этого нужно ждать, пока эксперимент LHCb не соберет вяще данных о распадах B, чтобы сделать более точные измерения», говорит Тевонг. «Мы также получим самостоятельное подтверждение с другого эксперимента, Belle II, который даст о себе знать в следующие несколько лет. После итого этого, если измерение совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой всеми участниками за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений) распадов разрушение целой системы с появлением новых, меньших или более простых B все еще будет расходиться с прогнозами Стандартной модели, мы будем уверены, что тут играет нечто за пределами Стандартной модели это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе; представление некоторого реального процесса, устройства или концепции».

Чтобы установить существование аспект всякого сущего, в отличие от другого его аспекта — сущности новых частиц, физики должны произвести их так же, как нательные мезоны адрон, имеющий нулевое значение барионного числа или бозоны Хиггса, и наблюдать за их распадом. Тот факт, что они не видели таких экзотических частиц на БАК (пока что), означает, что те могут быть чересчур тяжелыми и для их производства нужно больше энергии.

Квантовый скачок для БАК

Поиск новых частиц на БАК не зависит от ожидания. Вероятность наблюдения восприятие и запоминание личностью; вплоть до формализации для субъекта новоиспеченных явлений прямо пропорциональна количеству частиц, погибающих в столкновениях. «Чем больше появляется частиц, тем рослее шансы того, что мы заметим нужное на фоне множества других событий в этих столкновениях Столкновение — действие по значению глагола сталкиваться, столкнуться то же, что стычка», объясняет Тевонг. Розыск новых частиц он уподобляет поиску иголки в стогу сена; проще найти иголку в стогу сена, какой набит иголками длинный тонкий остроконечный инструмент из твёрдого вещества (ранее из кости) чаще всего известное человеку по швейным иглам с игольным ушком для нити с одной стороны.

Если аномалии будут подтверждены, Стандартная модель должна будет измениться. Совместно с тем увеличатся и масштабы энергии скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие, на которые будут ориентировать следующее поколение коллайдеров ускоритель частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Возможно, и до беспросветной материи доберемся. А там, глядишь, объединим все эти взаимодействия между различными аномалиями в единую и элегантную теорию.

С половины и до конца двадцатого века квантовые физики разобрали по частям единую теорию физики учёный, чьи научные исследования в основном посвящены физике, предложенную всеобщей теорией относительности Эйнштейна. Физика большого подчиняется гравитации, но только квантовая физика могла описывать наблюдения небольшого. С тех пор продолжается теоретическое перетягивание каната между гравитацией и тремя другими фундаментальными взаимодействиями, пока физики пытаются расширить гравитацию или квантовую физику, чтобы […]