Новые интриги вокруг Стандартной модели Вселенной

Когда в 2012 г. в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере (LHC) — наиболее сложном и совершенном ускорительном комплексе, построенном в Европейском центре ядерных исследований (CERN) — было подтверждено существование бозона Хиггса, большинство ученых восприняло это как очередной триумф Стандартной модели. Хотя раздавались и осторожные голоса, что на самом деле все не столь однозначно и, возможно, эта модель потребует серьезного пересмотра.

И вот уникальный научный инструмент, похоже, преподнес исследователям очередной сюрприз. Недавно сотрудники рабочей группы LHC сообщили о том, что в ходе высокоэнергетических протонных столкновений возникают неизвестные частицы, которые распадаются слишком «нестандартным» образом, отличающимся от предсказанного Стандартной моделью. Пока ученые не исключают, что полученные результаты могут быть просто случайностью, но с тем же успехом они способны стать указанием на «новую физику». Окончательно разрешить эту дилемму должны дальнейшие эксперименты. Исследователи обнаружили, что субатомные частицы, получившие обозначение «Bº-мезоны», распадаются не так, как это предсказывает наше современное понимание физики частиц, а именно — в их случае не работает принцип, называемый «универсальностью лептонов».

Сотрудница CERN Фрейя Блекман (Freya Blekman) считает, что в ходе экспериментов могли быть обнаружены новые частицы — это значит, что ученые открыли неизвестные ранее «строительные блоки» материи, на которые лептонная универсальность почему-то не распространяется. Возможно, на самом деле она не настолько универсальна? С другой стороны, о полном пересмотре Стандартной модели речи не идет. Для окончательного заключения необходимы дополнительные данные и эксперименты. В отчете CERN уточняется, что расхождение с моделью происходит на уровне 2,2-2,5 σ, чего явно недостаточно для окончательных выводов (напомним, что существование бозона Хиггса сочли доказанным после достижения уровня достоверности в 4,5 σ). Это подразумевает статистически значимую вероятность того, что полученные результаты на самом деле не указывают на новую физику и являются просто случайным отклонением.

Строго говоря, солидная часть экспериментов на LHC предпринимается для «критических проверок» устоявшихся представлений и кажущихся незыблемыми закономерностей. В этом и заключается научный метод познания. Именно такой «встряской» для ученых стали данные о необычном поведении Bº-мезонов. Некоторые объекты — особенно субатомные — ведут себя не так, как должны согласно Стандартной модели. Это требует совершенствования других моделей и теорий — таких, как квантовая физика. В наши дни наилучшими технологиями для подобных проверок являются ускорители элементарных частиц (в первую очередь LHC) и эксперименты на Международной космической станции. Поэтому, несмотря на высокую стоимость обслуживания и операционного времени, работы на коллайдерах будут продолжаться с участием все большего количества специалистов.