W бозонът разклаща Стандартния модел на физиката

Частицата има по-голяма маса, отколкото теорията прогнозира

13:18 | 8 април 2022 | Редактор: Стоян Гогов 10 9532

Една от фундаменталните частици на материята - W бозонът, има по-голяма маса, отколкото теорията прогнозира, което ще разклати "къщата от карти" на Стандартния модел на физиката на елементарните частици, предаде Франс прес, позовавайки се на публикация в сп. "Сайънс".

"Има индикации, че някои части липсват в Стандартния модел и ние предлагаме нов, много интересен и доста важен", каза главният автор на изследването, професор Ашутош Котвал от университета "Дюк" в САЩ.

Тази теория обяснява всички измервания, направени в областта на физиката на елементарните частици, т.е. в света на безкрайно малкото, чиито елементи са атомите и силите, които ги управляват.

Стандартният модел, завършен през втората половина на 20-и век, позволява да се правят "фантастично точни прогнози" за поведението на тези частици, обяснява физикът Хари Клиф от Кембриджския университет. Например като това на W бозона - частица, която осъществява т.нар. слабо взаимодействие между други частици на материята. Тя е в основата на радиоактивността и освен това на реакциите на ядрен синтез, като например тези, които задвижват Слънцето.

Всички тези частици и сили са свързани в своеобразно равновесие. Например масата на W-бозона е ограничена от тази на Хигс бозона.

"Стандартният модел предвижда равновесие, а представеният ни експериментален резултат противоречи на тази прогноза", отбелязва физикът Ян Старк от френския Национален център за научни изследвания (CNRS).

Тази "къща от карти" се разклаща с обявяването на резултата, че масата на W бозона е по-голяма от очакваното.

Постижението на сътрудничеството CDF - група от около 400 учени, ръководена от професор Котвал, е да измери тази маса на 80,433 мегаелектронволта с безпрецедентна точност (0,01%) - два пъти по-голяма от най-добрата съществуваща.

Това е резултатът от десетгодишен анализ на проба от четири милиона частици, получени в Теватрон - ускорител на частици в лаборатория Фермилаб в САЩ, който вече е затворен.

Този ускорител, подобно на Големия адронен колайдер в ЦЕРН в Европа, който направи възможно идентифицирането на Хигс бозона, кара частиците да се разбиват помежду си с феноменални скорости, разкривайки при разпадането съставните си елементи.

Сега друг екип, с друг инструмент, трябва да потвърди резултата от настоящото проучване, за да го докаже.

Защото, както напомня Ян Старк, "необикновените твърдения изискват необикновени доказателства".

Предизвикателството е голямо, като се има предвид изключителната точност на измерването, което не може да бъде въпрос на статистическа случайност.

Следователно "това е или голямо откритие, или проблем в анализа на данните", коментира Старк, който прогнозира "доста оживени дискусии през следващите години".

Съобщението на сътрудничеството CDF е най-новото от поредицата "пукнатини, които се появяват от няколко години в Стандартния модел, с точни измервания, противоречащи на неговите прогнози", отбелязват физиците и автори на друга статия в сп. "Сайънс".

Ако бъде потвърдено, откритието може да издаде съществуването на "нови взаимодействия или нови частици", които днешните експерименти все още не могат да разкрият.

Ако по този начин физиците търсят дребни и труднооткриваеми неща в Стандартния модел, то е защото последният се бори, освен всичко друго, да обясни "голямото в безкрайно голямото - тъмната материя", смята Ян Старк.

Няколко наблюдения, като например скоростта на галактиките в галактичните купове или необичайната скорост на въртене на някои звезди, принудиха астрофизиците да предложат теорията за съществуването на хипотетична "тъмна материя", която подбужда тези явления.

Нищо обаче в Стандартния модел не обяснява коя частица би съставлявала тази "тъмна материя".

"Ние следваме пътя, без да пропускаме никакви следи. Така че в крайна сметка ще разберем", казва професор Котвал.

ИЗБРАНО