Фізики спостерігають можливий розрив в стандартній моделі фізики

Порушення лептонної універсальності

Щоб зрозуміти фізичний світ, вчені наполегливо працювали, щоб відкрити теорії і принципи, які визначають фізику матерії. Це те, що називається Стандартною моделлю фізики, яка включає всі закони і принципи, що стосуються матерії у всіх її формах і розмірах. Басніческі стандартна модель застосовується навіть до фізики частинок. Або так повинно.

Вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі (USCB) і колеги з інших установ недавно виявили, що може бути розрив у застосуванні Стандартної моделі, особливо з фундаментальним принципом, званим лептонний універсальністю. Їх відкриття пов'язане з оглядом даних з трьох окремих експериментів, проведених в Сполучених Штатах, Швейцарії та Японії.

Але перш ніж ми перейдемо до деталей дослідження, опублікованого в журналі Nature, трохи відстає в порядку. Лептонний універсальність є припущенням про елементарні частинки, які називаються лептонами, зміст яких не повинен сильних взаємодій. Імовірно, універсальність лептонів стверджує, що взаємодії цих частинок однакові незалежно від відмінностей в масах і швидкостях розпаду. У трьох експериментах, розглянутих в дослідженнях, знаходяться заряджені лептони, які представляють собою електрони, мюони і більш важкі taus.

Оскарження норм фізики

Все три експерименту показали, що taus фактично розпадається швидше, ніж передбачає стандартна модель. Дивно, що були дані, отримані з експерименту LHCb в ЦЕРНі в Швейцарії, детектор BaBaR Національної лабораторії прискорювачів SLAC в Каліфорнії, а експеримент Belle в Японії викликав лептонную універсальність при чотирьох стандартних відхиленнях. Це означає, що є 99,95% впевненості в достовірності цих даних, згідно команді USCB.

«Тау-лептон є ключовим, тому що електрон і мюон добре виміряні. Taus набагато складніше, тому що вони швидко розпадаються », - йдеться в прес-релізі USCB Franco Sevilla. «Тепер, коли фізики можуть краще вивчати тау, ми бачимо, що, можливо, універсальність лептонів не задоволена, як стверджує Стандартна модель».

Первісне читання цих результатів показало б, що дійсно існує відхилення від Стандартної моделі фізики частинок. Це може означати, що для пояснення своєрідної поведінки частинки тау потрібно зовсім інша модель фізики. Іншими словами, потрібна нова фізика. Це не так просто, оскільки ці принципи часто співвідносяться один з одним. Зміна в одному може вплинути на інших.

Севілья зізналася, що вони ще не зовсім впевнені, як це буде відбуватися. «Ми не впевнені, яке підтвердження цих результатів буде означати в довгостроковій перспективі», - пояснив він. «По-перше, нам потрібно переконатися, що з ними усе гаразд, і тоді нам знадобляться додаткові експерименти, щоб визначити зміст».