Квантовая теория дала трещину
В конце мая международная группа ученых, работающих на американском коллайдере «Теватрон», сообщила, что ими обнаружена новая частица.
Здесь так и хочется добавить: «с глубоким прискорбием»; поскольку данный объект никак не вписывается в Стандартную модель, суммирующую ныне наши взгляды на микромир. Эту теорию разрабатывали тысячи физиков на протяжении почти всего ХХ века. А теперь, выходит, с ней что-то не в порядке.
Исследователи пытались обнаружить следы бозона Хиггса — гипотетической частицы, предсказанной еще 60 лет назад, но никак не желающей попадать в детекторы. Это последняя до сих пор не найденная частица Стандартной модели.
И вот теперь эксперимент в Национальной лаборатории ускорителей им. Энрико Ферми дал результат, поставивший в тупик всю научную общественность. В ходе исследования столкновений пучков протонов и антипротонов, в результате которых рождаются другие частицы, зафиксирован след какого-то квантового объекта, обладающего энергией в 144 млрд электронвольт. А согласно теории, ничего подобного в данной области энергий быть не должно. Остается предположить, что полученный энергетический пик — это либо свидетельство существования неизвестной ранее частицы, либо, что еще более захватывающе, проявление нового вида взаимодействия частиц. В таком случае можно будет говорить об открытии пятого типа фундаментального физического взаимодействия.
Первое сообщение о феномене появилось еще в апреле. Открытие было настолько неправдоподобным и даже «неудобным» для Стандартной модели, что под статьей подписались все 507 физиков, работавших на детекторе CDF коллайдера «Теватрон». Это было как сигнал научному миру: мы уверены в исправности аппаратуры, корректности исследований и точности вычислений, и тем не менее видели пик энергии в том месте, где его быть не должно. Статья завершалась так, как и положено при научных открытиях: «Опыт нуждается в повторении, накоплении данных и получении результатов с большей достоверностью, чтобы нельзя было объяснить энергетический пик некой случайной флуктуацией». Теперь, спустя несколько недель, результат подтвердился.
«Никто не знает, в чем причина этого явления. Если его удастся объяснить, это будет самым значительным открытием в физике за последние 50 лет», — заявил один из сотрудников лаборатории CDF Кристофер Хилл. «Это настолько важно, что почти пугает нас, так что мы рассматриваем все возможные альтернативные объяснения», — отметил руководитель проекта Джованни Пунци.
«Если мы посмотрим эффективную массу этих двух струй (наблюдаемых после столкновения. — Ред.), то они приходят от объекта с одной и той же массой. Значит, существует какая-то частица, которая распадается на пару кварков или глюонов, которые потом мы видим в виде струй и регистрируем это», — утверждает Дмитрий Денисов, представитель другой научной группы при коллайдере «Теватрон», работающей на детекторе D0.
Ученые подчеркивают, что неизвестная частица не является ни бозоном Хиггса (не такой тип распада, да и происходит он в 300 раз быстрее, чем по Стандартной модели), ни даже гипотетической суперсимметричной частицей, которую предсказывает один из вариантов этой модели. Сейчас теоретики из разных стран стараются «уложить» данные «Теватрона» в Стандартную модель. Другие пытаются доказать, что физики CDF просто неправильно обсчитывали свои данные и предлагают иные варианты расчета, где странного пика уже нет. Европейские физики, работающие на Большом адронном коллайдере, также намерены проверить данные CDF.
До сих пор Стандартная модель не терпела поражений, а напротив, получала одно блестящее подтверждение за другим. Ученые продолжают опыты на «Теватроне». Спешат, потому что на осень 2011 года запланирована остановка этого ускорителя из-за прекращения финансирования.
