Знаменитый ускоритель-коллайдер Tevatron, введенный в строй еще в начале 1980-х, работает последние месяцы в своей истории. И работающие с ним ученые обнаружили напоследок нечто крайне странное.
Призрак бозона: Новые признаки «новой физики»

Представляя результаты работы, Джованни Пунци (Giovanni Punzi), один из ее многочисленных авторов, согласился, что неожиданный сигнал может быть следствием случайных флуктуаций, но отнестись к нему стоит со всей серьезностью. «Либо мы чего-то не понимаем в этом процессе, — сказал ученый, — либо мы столкнулись с совершенно новым явлением». Статистический анализ результатов показал, что для наблюдаемого эффекта величина стандартного отклонения составляет 3,2 — иначе говоря, вероятность того, что он является следствием флуктуации, не превышает 1 к 1375.

В ходе экспериментов на детекторе CDF проводилось столкновение протонов (состоит из трех кварков uud) с антипротонами (состоит из трех таких же антикварков). При используемых энергиях столкновение должно приводить к образованию W-бозона (частицы-переносчицы слабого взаимодействия) и двух струй иных частиц. При энергии столкновения около 144 ГэВ в этих джетах исследователи обнаружили заметный избыток электронов и мюонов (эксперименты показали, что примерно на 253 частицы больше при общем их числе порядка 10 тыс. — в т. ч. около 156 электронов и 07 мюонов).

Этот избыток, по расчетам авторов работы, может создаваться за счет появления новой, неизвестной пока частицы, которая тут же распадается с образованием дополнительного W-бозона, который, в свою очередь, распадается на электроны, мюоны и другие легкие частицы. По словам еще одного участника экспериментов Роба Розера (Rob Roser), наблюдаемый эффект вряд ли окажется предвестником долгожданного обнаружения бозона Хиггса (подробнее об этой частице и ее поисках читайте в заметке «Лобовое столкновение»). На использованных энергиях столкновения бозона Хиггса, по расчетам, должен был бы распасться с образованием d-кварков, которых детектор не обнаружил. «Это не значит, что объект не окажется какой-нибудь необычной «хиггсоподобной» частицей», — говорит Розер.

Если это действительно новый неизвестный бозон, то наличие этой частицы может означать совершенно удивительное — наличие неизвестного пока вида фундаментального взаимодействия, дополняющего принятые сегодня (сильное, электрослабое, гравитационное). Альтернативное объяснение наблюдаемой картины может дать пересмотр стандартной модели, — общепринятой сегодня в физике элементарных частиц теории, на основе которой, в частности, и производятся расчеты ожидаемой в результате столкновений протона и антипротона картины.

Теперь работающие на Tevatron ученые намерены провести более детальное рассмотрение собранных данных, а также получение новых, с тем, чтобы подтвердить или опровергнуть достоверность сигнала. Времени осталось не слишком много: проект вот-вот будет остановлен. Вообще, о перспективах закрытия ускорителя Tevatron и о том, как это скажется на текущих научных проектах, мы рассказывали в заметке «Занавес».

По пресс-релизу Fermilab