NASA розробляє робо-бджіл для дослідження Марса
5 Квітня , 2018
Новий мозковий імплант покращує пам’ять людини на 35 відсотків
7 Квітня , 2018

Учені CERN вивчили випадки розпаду рідкісної частки, що вказують на наявність “нової фізики”

Відомо, що дослідники Європейської організації ядерних досліджень CERN, крім експериментів на Великому Адронному Колайдері, проводять ряд інших експериментів у пошуках нових, ще недосліджених областей фізики. І нещодавно, в рамках експерименту NA62, вчені виявили новий вид розпаду однієї з рідких частинок. Зазначимо, що натяки на наявність такого виду розпаду спостерігалися вченими вже деякий час до цього, а реалізація принципово нового методу вимірювань допомогла вченим достовірно визначити те, що вони спостерігають в надрах своєї установки насправді.
Вірогідно ви вже чули про кварки, елементарні частинки, з яких складаються всі основні субатомні частинки. На світі існує шість видів кварків, які називаються ароматами, верхній, нижній, дивний, чарівний, красивий і правдивий. Основні елементарні частинки, протони і нейтрони складаються з двох видів кварків, верхніх і нижніх.
Експеримент NA62, по суті, є фабрикою, розробленою для виробництва різних видів каонів. Ця екзотична частинка складається з одного кварка і однієї античастинки, що є антиподом дивного кварка. І коли каон розпадається, цей процес призводить до появи різних комбінацій з різних частинок. Одним з рідкісних видів розпаду каона, приблизно 1 на 10 мільярдів випадків, призводить до появи нейтрино, антинейтрино і піона, частинки, що складається з кварка і нижнього антикварка.
Такий вид розпаду каона визначений у Стандартній Моделі фізики елементарних частинок. Вперше такий розпад був зареєстрований у рамках експерименту E949, проведеного в минулому вченими з Національної лабораторії Брукхейвена. Обладнання експериментів E949 і NA62 виробляє каони, б’ючи промінням високоенергетичних протонів, отриманих на прискорювачі, в мішень з певного матеріалу. В експерименті E949 каони вловлювались спеціальним датчиком, який реєстрував процеси їх розпаду. А в експерименті NA62 всі вимірювання проводяться під час руху променя вторинних частинок повз високочутливий датчик.
Рідкість досліджуваного виду розпаду каонів означає, що цей вид є дуже хорошим інструментом для перевірки достовірності Стандартної Моделі. Якщо Модель і дійсність відрізняються одна від одної, то і результати експериментів повинні відрізнятися від теоретичних даних. Згідно теорії, ймовірність рідкісного виду розпаду каона становить 8.4 випадки на 100 мільярдів. Експериментальне виявлення іншої частоти таких розпадів може послужити дороговказом на нові області, в яких панують нові фізичні закони.
Дослідники CERN експериментальним шляхом визначили реальну частоту появи унікального процесу розпаду каона, яка склала мінімум 140 випадків на 100 мільярдів. Отримана різниця може здатися досить великою, але з урахуванням похибки експериментів практичні результати ще можна вважати такими, що вкладаються в рамки Стандартної Моделі. Але існує велика ймовірність того, що отримана різниця, яка перебуває в якійсь “прикордонній області”, є покажчиком абсолютно нової фізики.
Незабаром вчені CERN планую оснастити обладнання експерименту NA62 більш високочутливими і високоточними датчиками, які дозволять їм реєструвати набагато більшу кількість послідовних випадків розпадів каонів, ніж ті сотні розпадів, які може реєструвати існуюче обладнання. Це, в свою чергу, дозволить збільшити точність експерименту в цілому, знайти навіть найменші відхилення від Стандартної Моделі і отримати високий рівень достовірності, який дозволить вважати отримані результати справжнім науковим відкриттям.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: