Стандартная модель является фундаментальной теоретической базой, описывающей элементарные частицы и их взаимодействия, за исключением гравитации. Несмотря на колоссальный успех этой теории, она оставляет без ответов ключевые вопросы, такие как природа тёмной материи и механизмы гравитации. По этой причине обнаружение малейших несоответствий в предсказаниях модели — приоритетная задача для современной физики высоких энергий.
На Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе ученые сталкивают протоны при экстремальных энергиях в поисках аномалий. В рамках эксперимента LHCb исследователи детально изучают продукты столкновений, акцентируя внимание на распадах B-мезонов, содержащих b-кварк. Недавний анализ был сфокусирован на редком канале распада B0 → K*0μ+μ–, который крайне чувствителен к влиянию потенциальных новых тяжёлых частиц.
Изучив массив данных, включающий 650 миллиардов распадов B-мезонов, зафиксированных в период с 2011 по 2018 год, исследователи выявили аномальные отклонения. Параметры углового распределения, энергетические характеристики продуктов распада и общая частота процесса демонстрируют существенные расхождения с теоретическими расчетами Стандартной модели. Статистическая значимость полученных результатов составляет четыре стандартных отклонения (вероятность случайности оценивается как один к 16 000). Хотя это пока не достигает уровня пяти сигм, необходимого для официального подтверждения открытия, такие данные являются весомым аргументом в пользу существования физики за пределами текущей парадигмы.
Эти выводы находят косвенное подтверждение в результатах независимого эксперимента CMS. Подобные аномалии могут указывать на присутствие ранее не изученных частиц, таких как лептокварки, обладающие свойствами как лептонов, так и кварков, или же на существование массивных аналогов уже известных частиц.
Тем не менее, говорить об окончательном крахе Стандартной модели пока преждевременно. Сохраняются определенные теоретические сложности, связанные с расчетами процессов, вносящих вклад в наблюдаемые явления. Тем не менее последние оценки указывают на то, что эти эффекты вряд ли могут полностью объяснить зафиксированную аномалию.
В ближайшей перспективе научное сообщество ожидает масштабная обработка новых данных. С 2018 года детектор LHCb зафиксировал в три раза больше событий, а к 2030-м годам объем статистики возрастет еще в 15 раз. Это позволит либо окончательно подтвердить сенсационное открытие, либо значительно расширить понимание границ применимости Стандартной модели.
Источник: iXBT
