Неизвестен фактор клати Стандартния модел

Експериментът LHCb на Големия адронен колайдер е открил странно поведение на лептоните, което не се вмества в Стандартния модел. Очевидно в процеса на разпад на частиците се намесва неизвестен фактор.

По време на изучаването на резултатите от експеримента LHCb, който се състоял по време на първия старт на ускорителя през 2011–2012 година, екип физици от университета на щата Мериленд открили странности в разпада на В-мезона.

В процеса на разпад частиците образували лептони от два типа – тау-лептон и мюон. За разлика от своя „братовчед“ електрона, тау-лептоните и мюоните са много нестабилни и се разпадат за части от секундата.

Според концепцията за „универсалност на лептоните“ в Стандартния модел всички лептони би трябвало еднакво да взаимодействат с всички фундаментални сили. Съответно разпадът на тау-лептони и мюони би трябвало да протича с еднаква скорост, отчитайки само поправката за различните маси на тези частици.

И все пак учените открили неголяма, но забележима разлика в прогнозираните темпове на разпада. Съдейки по всичко, някакви все още неоткрити частици или неизвестни сили се намесват в процеса на разпад и противоречат на концепцията за „универсалност“.

Кварки, лептони и взаимодействия, описани в Стандартния модел. © Fermilab

Резултатите от LHCb се припокриват с друг експеримент – BaBar, проведен в Станфордския център на линейния ускорител през 90-те години. Той също включвал разпад на мезони при сблъсъци на електрони и протони.

Експериментите се провеждали в абсолютно различни условия, но демонстрирали едно и също явление. По такъв начин е подсигурено възпроизвеждане на резулттатие от наблюденията, макар че се изискват допълнителни изследвания, за да се признае неточност в Стандартния модел.

Ако те потвърдят „нестандартното“ поведение на лептоните, то предстоят десетилетия работа по привеждане на Стандартния модел към новите резултати.

След откриването на бозона на Хигс – последния липсващ елемент в Стандартния модел, на колайдера се търсят всякакви явления, които да не му съответстват. Независимо от всичките достойнства на Стандартния модел и редицата наблюдения в негова полза, той все пак си има недостатъци и бели петна. Например проблемите с гравитацията на квантово ниво или тъмната материя и още „по-тъмната“ енергия.

Не е изключено, че неправилният разпад на лептоните е свързан с тези „проблемни участъци“ от Стандартния модел.