Физики сделали открытие в области элементарных частиц

Физики на Большом адронном коллайдере (БАКе) обнаружили распад на два гамма-фотона частицы массой около 700 гигаэлектронвольт. Находка ученых может указывать на существование второго бозона Хиггса, предсказываемого суперсимметричными расширениями Стандартной модели (СМ). О возможном открытии на БАКе сообщил, в частности, израильский астрофизик Марио Ливио на своей странице в Facebook и аккаунте в Twitter, передает Лента.Ру.

Статистическая значимость открытия равняется трем стандартным отклонениям (то есть вероятность ошибки равна примерно 0,2 процента). В физике элементарных частиц открытие считается сделанным, если статистическая значимость равна пяти стандартным отклонениям (то есть вероятность ошибки равна примерно 0,00005 процента). Распад одновременно обнаружили коллаборации CMS (Compact Muon Solenoid) и ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS).

На 15 декабря 2015 года назначена пресс-конференция коллабораций БАКа, на которой планируется рассказать о первых результатах экспериментов после перезапуска коллайдера. В период с 16:00 по 16:40 об открытиях CMS расскажет Джим Олсен из Принстонского университета (США), а с 16:40 по 17:20 результаты ATLAS представит Маруми Кадо из Линейной ускорительной лаборатории при Университете Париж-юг 11 (Франция).

Конференция будет транслироваться в прямом эфире на сайте ЦЕРНа. Подтверждение информации, представленной Ливио и другими физиками, может означать наличие в природе скалярной частицы массой около 700 гигаэлектронвольт и выход ученых за пределы СМ. Современные теории, например, минимальная суперсимметричная СМ (МССМ), предсказывают существование таких частиц. Их роль играют дополнительные бозоны Хиггса (помимо уже открытого в 2012 году бозона массой около 125 гигаэлектронвольта).

В МССМ имеется пять бозонов Хиггса, а каждой частице СМ ставится в соответствие ее суперсимметричный аналог — суперпартнер. Ученые также могут объяснить природу возникновения потенциального бозона Хиггса. Так, он может быть рожден при участии более тяжелых (и еще не открытых) частиц, некоторые из которых могут быть суперсимметричными и имеющими массу около двух тераэлектронвольтов.

Обнаружение бозона Хиггса и подтверждение СМ являлось главной целью первого этапа экспериментов на БАКе. Задача второго этапа — поиски физики за пределами СМ (в частности, дополнительных бозонов Хиггса, суперсимметричных частиц и проявлений скрытых измерений). Дискуссия о возможных результатах экспериментов на БАКе напоминает обсуждение, имевшее место в 2011-2012 годах до и после обнародования предварительных данных об обнаружении похожей на бозон Хиггса частицы и подтверждения данных в 2013 году.

БАК является крупнейшей в мире ускорительной установкой. Она расположена в ЦЕРНе (Европейской организации по ядерным исследованиям) на границе Франции и Швейцарии. На БАКе был открыт бозон Хиггса СМ. 14 февраля 2013 года коллайдер был закрыт на реконструкцию. 5 апреля 2015 года в БАКе был произведен пробный запуск. В настоящее время установка способна разгонять пучки протонов до энергий в 13 тераэлектронвольт (в системе центра масс).

Подготовила Елена Друбич