Ukážu leptóny na hranicu platnosti štandardného modelu časticovej fyziky?

, Autor: Tlačové správy z vedy

Pre každého okrem fyzikov, to znie ako niečo zo "Star Treku". Leptonová univerzálnosť je reálna.
Má to do činenia so štandardným modelom částicovej fyziky, ktorý opisuje a predpovedá správanie všetkých známych častíc a síl okrem gravitácie. Medzi nimi sú nabité leptóny: elektrón, mión a tauón .

Základným predpokladom štandardného modelu je, že interakcie týchto elementárnych častíc sú rovnaké napriek ich rôznym hmotnostiam a dobe života. To je leptónová univerzálnosť. Presné testy porovnávajúce procesy zahŕňajúce elektróny a mióny neodhalili žiadne jednoznačné porušenie tohto predpokladu, ale nedávne štúdie s ťazkým tau leptónom priniesli pozorovania, ktoré spochybňujú túto teóriu.

Nové preskúmanie výsledkov z troch experimentov silne poukazuje na možnosť, že leptónová univerzálnosť - a možno aj samotný štandardný model - môžno bude potrebné revidovať. Zistenia medzinárodného tímu fyzikov, vrátane postgraduálneho študenta UC Santa Barbara Manuela Franco Sevillu, boli zverejnené v časopise Nature.

"Ako súčasť mojej doktorandskej práce v Stanforde, ktorá bola založená na predchádzajúcej práci vykonanej v UCSB profesormi Jeffom Richmanom a Michaelom Mazurom, sme videli prvé významné pozorovanie niečoho nad rámec štandardného modelu v experimente BaBaR vykonávanom v SLAC National Accelerator Laboraty," povedal Franco Sevilla. Toto bolo významné, ale nie definitívne, dodal a poznamenal, že podobné výsledky boli zaznamenané v nedávnych experimentoch uskutočnených v Japonsku (Belle) a vo Švajčiarsku (LHCb). Podľa Franca Sevilu tieto tri experimenty dokazujú silnejší výsledok, ktorý spochybňuje leptónovú univerzálnosť na úrovni štyroch štandardných odchýlok, čo naznačuje 99,95% istotu.

BaBaR, kde skratka označuje detektor B mezónov, ktoré sa označujú ako B s čiarou, kde čiara je bar v angličtine. Urýchľovače častíc BaBaR a Belle sú navrhnuté tak, aby produkovali a detegovali B mezóny - nestabilné častice, ktoré vznikajú pri kolíziách silných časticových zväzkov - takže ich vlastnosti a správanie je možné merať s vysokou presnosťou v čistom prostredí. LHCb (Large Hadron Collider b) poskytol prostredie s vyššou energiou, ktoré ľahšie produkovalo B mezóny a stovky ďalších častíc, čo sťažuje identifikáciu.

Napriek tomu tri experimenty, ktoré merali relatívne pomery rozpadov B medónov, zaznamenali pozoruhodne podobné výsledky. Sadzby pre niektoré rozpady zahŕňajúce ťažký leptón tau, vzhľadom na tie, ktoré zahŕňajú ľahké leptóny - elektróny alebo muóny - boli vyššie ako štandardné predikcie modelu.

"Tau leptón je kľúčový, pretože elektrón a mión už boli dobre zmerané," vysvetlil Franco Sevilla. "Tau leptóny sú oveľa ťažšie, pretože sa veľmi rýchlo rozpadajú. Teraz, keď fyzici dokážu lepšie študovať Tau leptóny, vidíme, že leptónová univerzálnosť nie je naplnená, ako tvrdí štandardný model. "

Aj keď sú zaujímavé, výsledky sa nepovažujú za dostatočné na to, aby sa preukázalo porušenie leptónovej univerzálnosti. Ak chcete zmeniť dlhodobo platnú vec vo fyzike, bude potrebovať potvrdenie na úrovni najmenej piatich štandardných odchýlok. Avšak, Franco Sevilla poznamenal, že skutočnosť, že všetky tri experimenty pozorovali vyššiu než očakávanú mieru rozpadu tau pri prevádzke v rôznych prostrediach, je pozoruhodná.

Potvrdenie týchto výsledkov by poukazovalo na nové častice alebo interakcie a mohlo by mať hlboké dôsledky pre pochopenie fyziky častíc. "Nie sme si istí, čo bude potvrdenie týchto výsledkov znamenať z dlhodobého hľadiska," povedal Franco Sevilla. "Po prvé, musíme sa uistiť, že sú pravdivé a potom budeme potrebovať na určenie pokusy na určenie čo znamenajú."


Príklad meranie BaBaR detectoru ukazuje rozpad dvoch B mezónov na rôzne častice, zahŕňajúce mión a neutríno.

Zdroj: www.news.ucsb.edu, Nature

 

Kľúčové slová
veda
Po kliknutí na vybrané kľúčové slovo sa vám automaticky zobrazia všetky súvisiace články na pc.sk

Poslať nový komentár

Obsah tohto poľa je súkromný a nebude verejne zobrazený.
TOPlist