Анализирайки данните от Големия адронен колайдер, швейцарските физици заявиха за първата регистрация на поляризация на фотоните, излъчвана при разпада на b-кварка.
Фотонът, подобно на други елементарни частици, има параметър, известен като спин. Ако условно си представим частицата като въртящ се пумпал, то спинът е нещо от рода на ъглов момент на този „пумпал“, тоест мярка за въртенето на частицата.
Фотонът може да се „върти“ както по часовниковата стрелка, така и срещу нея („лява“ и „дясна“ спиралност).
Степента на поляризация на фотона, свързана със стойностите на неговата спиралност, може да се различава и за някои процеси тя е свързана с едни или други важни предсказания на Стандартния модел на съвременната физика.
И така, Стандартният модел твърди, че елементарните съставки на материята се делят на лептони (такива като електрони или неутрино) и кварки. Кварките биват шест типа; кваркът на един тип може да се трансформира в друг – да речем посредством бета-разпад в някои нестабилни атоми. Друг пример на такъв преход е преходът на b-кварк в s-кварк с изпускане на доста висока енергия от фотона. Според Стандартния модел този фотон трябва почти винаги да притежава лява поляризация. Но тя досега не е наблюдавана пряко.
Но само досега. Екипът на Оливие Шнайдер от Швейцарската политехническа школа в Лозана е анализирал данните от Големия адронен колайдер за 2011–2012 на детектора LHCb (най-малкия от четирите основни детектора на колайдера).
Измервайки математическия ефект, пропорционален на фотонната поляризация, учените стигнали до извода, че фотонът, изпускан при разпада на b-кварка в s-кварк, има поляризация. Все още характерът ѝ е неясен, но важен е вече самият факт на откритието – вероятността, че пред физиците е грешка, според изчисленията е по-малка от едно на три милиона.
„Нашите наблюдения прокарват пътя на бъдещите измервания на поляризацията на фотона, които или ще потвърдят Стандартния модел, или ще дадат старт за търсене на съвсем нови физични ефекти – казва Шнайдер. – Ако новите частици или досега неизвестни сили все пак съществуват и взаимодействат със Стандартния модел, фотонът може и да не притежава изключително лява поляризация.“
Отчет за изследването се готви за публикуване в сп. Physical Review Letters.
