Na jednom z urýchľovačov častíc v CERN-e nás zriedka pozorovaný jav privádza prekvapivo blízko na pokraj novej fyziky.
Za roky fungovania tzv Experiment NA62Christina Lazzaroni, časticová fyzika na University of Birmingham vo Veľkej Británii, a jej kolegovia teraz experimentálne pozorovali a merali rozpad nabitej častice kaónu na nabitý pión a pár neutríno-antineutrín. Vedci tu prezentujú svoje zistenia Seminár v CERN-e,
Toto je vzrušujúca vec. Tím neúnavne sleduje tento špecifický typ kanála rozpadu už viac ako desať rokov, čiastočne z dôvodu, že je známy ako „zlatý“ kanál, čo znamená, že nie je len neuveriteľne vzácny, a je tiež dobre predpovedaný zložitou matematikou. Budovanie štandardného modelu fyziky.
Táto vzácnosť a presnosť z neho robí vysoko citlivý meradlo na detekciu novej fyziky. Podľa slávneho tímu však iba zhromaždením neuveriteľného množstva údajov pokrývajúcich nespočetné množstvo zrážok častíc mohol tím potvrdiť presnosť svojho objavu.päť sigma„Štandard štatistickej istoty.
„Táto dôsledná analýza je výsledkom vynikajúcej tímovej práce a na tento nový výsledok som mimoriadne hrdý,“ hovorí Lazzaroni,
Kaony pozostávajú z kombinácie kvarku a inej kvarkovej antičastice, ktoré sú spolu viazané silnou silou, ktorá sa rýchlo rozpadá jedinečným spôsobom, ktorý fyzici opisujú ako „.ZvláštneTáto zvláštna vlastnosť z nich urobila užitočný nástroj pri určovaní toho, ako by sa častice mali vo všeobecnosti správať.
Výroba kaonu nie je obzvlášť náročná, ak máte správne vybavenie. Pomocou superprotónového synchrotrónu v CERN-u výskumníci vystrelia lúč vysokoenergetických protónov na stacionárny berýliový cieľ. Vytvára sekundárny lúč asi miliardy častíc za sekundu, z ktorých asi 6 percent sú kaóny, typ nabitých častíc.
Kaon nemá dlhú životnosť; Sú vytvorené a zničené za sto miliónov sekúnd. Takže v tomto sekundárnom lúči sa kaón neustále rozpadá, zvyčajne sa mení na extrémne ťažkého príbuzného elektrónu nazývaného mión a neutrína,
Avšak pri približne 13 z každých 100 miliárd rozpadov kaonu je výsledkom nestabilná častica nazývaná pion, zložená z antineutrína, neutrína a ďalšej príchute kvarku a antikvarku.
„Kaóny a piony sú častice obsahujúce kvarky. Skutočnosť, že kvarky sú rôznych typov (hore, spodné, zvláštne, kúzlo, krása, hore), sa nazývajú príchute,“ povedal Lazzarino pre ScienceAlert.
„Vzácnosť tohto rozpadu súvisí so skutočnosťou, že v ňom dochádza k zmene chuti kvarku, ktorú sprostredkúva Z bozón A pion produkuje viac neutrína„To sa môže stať len s komplikovaným postupom, takže je to zriedkavé.“
frameborder=”0″ permit=”akcelerometer; automatické prehrávanie; Schránka-Zápis; šifrované médiá; Gyroskop; obraz v obraze; Web-Share“ referrerPolicy='Obrazovka s povoleným prísnym pôvodom pri krížovom pôvode>
Množstvo rozpadov kaonu potrebné na pozorovanie tohto procesu je astronomické, ale to nie je koniec súvisiacich výziev. Neutríno je extrémne ťažké odhaliť a takmer okamžite sa zničí so svojím antineutrínovým spoločníkom; Pre experiment NA62 výskumníci nevyvíjajú žiadne úsilie na detekciu neutrínových a antineutrínových párov.
Ide len o to, že nabitý pión alebo „pi+“ je ihlou medzi obrovským kopcom sena iných nabitých rozpadov kaónu (K+).
„Všetky ostatné K+ rozpady, ktoré chceme zlikvidovať, sa nazývajú pozadie a obsahujú detegovateľné častice. Výzvou je odhaliť Všetky Z tých a vždy, aby sme si boli istí, že keď vidíme K+ až pi+ a nič iné, že sme nič nepremeškali a to je skutočne signál,'' vysvetlil Lazzarino.
To je dôvod, prečo, keď tím v roku 2019 oznámil svoj prvý súbor výsledkov, neboli na päťsigma úrovni štatistickej istoty, ktorú hľadali. Teraz dosiahli túto hranicu.
Teraz, keď bol vytvorený rozpadový kanál, výskumníci môžu pokračovať v hľadaní akýchkoľvek odchýlok, ktoré by mohli naznačovať novú fyziku. Počet rozpadov piónov a neutrín/antineutrín z kaónov pozorovaných tímom prekračuje 8,4 na 100 miliárd predpovedaných štandardným modelomAle to je stále v rámci parametrov neistoty.
Na nájdenie novej fyziky by bolo potrebné pozorovať väčšie odchýlky v počte rozpadov.
„The štandardný model Predpovedanie pozorovaní zatiaľ prebiehalo veľmi dobre, no vieme, že sa vyskytnú nedostatky. Akoby tam nebol zapojený žiadny model temnej hmotyEšte jedna vec- antihmota Nerovnováha je rádovo príliš malá vzhľadom na to, čo je potrebné na reprezentáciu vesmíru. Vo všeobecnosti očakávame, že sa objaví nová fyzika. Čo to v skutočnosti je, nie je známe. Vo všeobecnosti však očakávame existenciu nových častíc (a síl),“ povedal Lazzaroni.
„NA62 už nazhromaždil veľa údajov a bude v tom pokračovať počas nasledujúcich troch rokov. S celkovým počtom údajov budeme schopní s určitou presnosťou určiť, či sú v súlade so štandardným modelom.“
Aké úžasne vzrušujúce.
Tím predstavil svoje výsledky cernový seminár,
