Квантова теорія дала тріщину
Наприкінці травня міжнародна група вчених, які працюють на американському колайдері «Теватрон», повідомила, що вони знайшли нову частинку.
Тут так і хочеться додати: «із глибоким жалем», оскільки цей об’єкт ніяк не вписується в Стандартну модель, яка підсумовує нині наші погляди на мікросвіт. Цю теорію розробляли тисячі фізиків протягом майже всього ХХ століття. А тепер, виходить, з нею щось не так.
Дослідники намагалися знайти сліди бозона Хіггса — гіпотетичної частинки, яка була передвіщена ще 60 років тому, але ніяк не хотіла потрапляти в детектори. Це остання досі не знайдена частинка Стандартної моделі.
І от тепер експеримент у Національній лабораторії прискорювачів ім. Енріко Фермі дав результат, який спантеличив всю наукову спільноту. Під час дослідження зіткнень пучків протонів і антипротонів, унаслідок чого народжуються інші частинки, зафіксовано слід квантового об’єкта, енергія якого дорівнює 144 млрд електронвольтів. А відповідно до теорії нічого подібного в цій області енергій не має бути. Залишається припустити, що отриманий енергетичний пік — це або доказ існування невідомої раніше частинки, або, що ще дивовижніше, прояв нового виду взаємодії частинок. У такому випадку можна буде говорити про відкриття п’ятого типу фундаментальної фізичної взаємодії.
Перше повідомлення про феномен з’явилося ще у квітні. Відкриття було таким неправдоподібним і навіть «незручним» для Стандартної моделі, що під статтею підписалися всі 507 фізиків, які працювали на детекторі CDF колайдера «Теватрон». Це було наче сигнал науковому світу: ми впевнені в справності апаратури, коректності досліджень і точності обчислень, проте бачили пік енергії в тому місці, де його не має бути. Стаття завершувалася так, як і належить у разі наукових відкриттів: «Дослід потребує повторення, накопичення даних і одержання результатів із великою вірогідністю, щоб не можна було пояснити енергетичний пік якоюсь випадковою флуктуацією». Тепер, кілька тижнів по тому, результат підтвердився.
«Ніхто не знає, у чому причина цього явища. Якщо його вдасться пояснити, це буде найбільшим відкриттям у фізиці за останні 50 років», — заявив один зі співробітників лабораторії CDF Крістофер Хілл. «Це настільки важливо, що майже лякає нас, тож ми розглядаємо всі можливі альтернативні пояснення», — відзначив керівник проекту Джованні Пунці.
«Якщо ми подивимося ефективну масу цих двох струменів (спостережуваних після зіткнення. — Ред.), то вони приходять від об’єкта з однією й тією ж масою. Отже, існує якась частинка, яка розпадається на пару кварків або глюонів, які потім ми бачимо у вигляді струменів і реєструємо це», — сверджує Дмитро Денисов, представник іншої наукової групи при колайдері «Теватрон», яка працює на детекторі D0.
Учені зауважують, що невідома частинка не є ні бозоном Хіггса (не такий тип розпаду, та й відбувається він у 300 разів швидше, ніж за Стандартною моделлю), ні навіть гіпотетичною суперсиметричною часткою, яку передвіщає один із варіантів цієї моделі. Зараз теоретики з різних країн намагаються «укласти» дані «Теватрона» у Стандартну модель. Інші намагаються довести, що фізики CDF просто неправильно обраховували свої дані й пропонують інші варіанти розрахунку, де дивного піка вже немає. Європейські фізики, які працюють на Великому адронному колайдері, також мають намір перевірити дані CDF.
Досі Стандартна модель не знала поразок, а навпаки, одержувала одне блискуче підтвердження за одним. Досліди на «Теватроні» тривають. Учені квапляться, бо на осінь 2011 року заплановане зупинення цього прискорювача через припинення фінансування.
