Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Иллюстрация из статьи исследователей. По вертикали показано число событий в логарифмическом масштабе, по горизонтали указана масса W- и Z-бозонов. Черные точки соответствуют экспериментальным данным, зеленая область обозначает предсказания на основе Стандартной модели, разноцветные ступенчатые линии отображают предполагаемый вклад разных известных процессов. Под каждым графиком также нарисована гистограмма, на которой синими столбиками выделено отклонение числа реальных событий от теоретических значений.
Что такое калибровочные бозоны? Самый наглядный и простой ответ звучит так: частицы, переносящие то или иное фундаментальное взаимодействие. W- и Z-бозоны ответственны за проявление слабой силы, которая позволяет ряду частиц превращаться друг в друга. Сверх того, именно слабое взаимодействие является единственным способом взаимодействия с обычным веществом таких частиц, как нейтрино. Поток нейтрино свободно проходит Землю насквозь, и его крайне сложно зарегистрировать какими-либо детекторами.
На снимке (Pierre Descombes, Silvia Biondi / CERN) пультовая детектора ATLAS 5 июня 2015 года. В этот день ускоритель вернулся к научной работе после модернизации и длительного периода испытаний.

Обнаружен «намек» на выход за пределы Стандартной модели

Ключевые слова:  ATLAS, БАК, Детектор, Новая частица, Стандартная модель

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

05 июля 2015

Международная группа физиков, работающая с детектором ATLAS Большого адронного коллайдера, обнаружила намек на новую частицу. В числе ученых, сообщивших о новых данных, заведующий кафедрой высоких энергийМФТИ Александр Зайцев.

Исследователи проанализировали данные, собранные детектором в ходе первой серии работы, то есть до модернизации коллайдера. Частицы сталкивались с энергией в 4 тераэлектронвольта, и из всего множества вызываемых такими столкновениями событий физики выделили те, которые указывали на рождение так называемых W- и Z-бозонов. Подсчет W- и Z-бозонов и построение их спектра указали на возможность существования ранее неизвестной тяжелой частицы с очень небольшим периодом полураспада.

Спектр чего-либо — это график, где по одной оси отложена энергия, а по другой — число частиц или интенсивность излучения. Частицы, которые летят в детектор, имеют разную энергию, и спектр показывает распределение этой энергии. Спектральный анализ играет ключевую роль практически во всех областях науки, от физики элементарных частиц до акустики и аналитической химии; наши глаза и уши тоже работают как спектральные анализаторы.

Физики подчеркивают, что пока говорить об однозначном открытии новой частицы рано. Большой адронный коллайдер сейчас начинает работу после модернизации, которая позволит разгонять протоны до еще большей энергии — и это позволит провести дополнительную проверку, собрав еще больше данных и ответив на вопрос о том, были ли «лишние» бозоны случайностью или закономерностью. Пока что расчеты ученых показали, что наблюдавшееся распределение частиц могло получится с вероятностью порядка 0,034%.

«У нас есть, с одной стороны, Стандартная модель, а с другой — стопроцентное понимание ее ограниченности и наличия в ней определенных внутренних проблем. Поэтому, конечно, новые данные очень интересны, но недостаточная статистическая обеспеченность не позволяет говорить об обнаружении новой физики», — сообщил пресс-службе МФТИ Александр Зайцев.

Вероятности и достоверности

Понятие статистического обеспечения требует некоторого комментария. Дело в том, что некоторое число W- и Z-бозонов должно получиться при столкновении протонов и без всяких неизвестных частиц. Существующие теоретические модели позволяют предсказать то, сколько таких бозонов прилетит в детектор — однако эти предсказания не абсолютно точные, а вероятностные. Их можно уподобить прогнозу числа «орлов» при бросании монеты; если монета симметричная, то в среднем на 1000 бросков придется около 500 «орлов» и 500 «решек». Но мы пишем именно «около», так как 503 и 497 — тоже вполне вероятный результат.

Математическая статистика позволяет указать то, с какой вероятностью произойдет то или иное событие. Можно посчитать вероятность того, что на 1000 бросков монеты придется произвольное (от 0 до 1000) количество «орлов», и если эта вероятность окажется мала, то мы сможем заподозрить монету в несимметричности — причем, строго говоря, именно заподозрить, ведь даже событие с вероятностью в ничтожные доли процента когда-нибудь, да произойдет. Чем меньше вероятность наблюдаемого события, тем больше уверенность в том, что сами расчеты этой вероятности были проведены неверно, и исходная теория (о симметричности монеты) не выдерживает экспериментальной проверки.

С коллайдером, детектором и протонными столкновениями картина аналогична — можно посчитать вероятность появления заданного числа W- и Z-бозонов с той или иной энергией и на основе этого сделать вывод о том, действительно ли верна та теория, на основе которой считали эту вероятность. Значение 0,034% уже достаточно близко к заявлению об открытии, но все-таки общепринятые в физике элементарных частиц стандарты требуют дополнительной проверки.

Коллайдер работает в непрерывном режиме круглые сутки и непрерывно накапливает данные без вмешательства человека. Кроме того, сообщение об открытии новой частицы может и подождать месяц-другой — так что ученые сравнительно спокойно собирают максимально возможный объем доказательств, выдавая чрезвычайно надежный и достоверный результат. А вот медики, которые испытывают вакцину от редкого вида рака, ограничены в числе испытаний (больных мало), имеют дело со множеством неконтролируемых факторов (индивидуальных особенностей пациентов), и они не могут тратить десятки лет на решение острой проблемы: в медицинских публикациях по этим причинам совершенно иной критерий достоверности.

Что это значит?

В Стандартной модели таких тяжелых частиц, которые распадаются на W- и Z-бозоны, нет. Однако СМ — вовсе не последнее слово в физике, а только теория, описывающая элементарные частицы и их взаимодействие лишь в определенных границах. Никто не гарантирует применимость СМ для частиц с очень высокой энергией, к тому же, СМ не имеет дела с гравитацией — хотя и вводит понятие массы частиц за счет добавления в модель бозона Хиггса (за подробностями отошлем к нашей предыдущей новости или к разделу /LHC на научно-популярном сайте «Элементы»).

По словам Александра Зайцева, «практически все расширяющие Стандартную модель теории предполагают появление тяжелых калибровочных бозонов, но их масса не может быть меньше некоторого предела. Масса в два тераэлектронвольта — это то значение, где можно ожидать появления новых частиц, и уже начавшаяся работа ускорителя после модернизации, Run 2, позволит проверить такую возможность».

«Так как сечение процесса резко растет с энергией, то интересующих нас событий должно стать намного больше, и, возможно, мы получим ответ уже в течение ближайшего года работы коллайдера», — добавляет ученый.


Источник: МФТИ



Комментарии
MilashaQW Nika Leonidovna, 12 ноября 2019 23:17 
Развлекательные онлайн-клубы с каждым днём создают новые игровые новинки, способные угождать постоянным пользователям и привлекать новых. Геймеры возвращаются в виртуальные казино снова и снова, получают желанную порцию адреналина и некоторый шанс выиграть денежные призы, что не может не увлекать и не радовать. casino Spin City
lazar german igorevich, 15 ноября 2019 02:30 
В общем ситуация такая что все больше и больше онлайн игр появляются в сети. Среди них игровые автоматы Вулкан занимают лидирующие позиции. Это не спроста, думаю всем вам нужно это проверить.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Крыло бабочки
Крыло бабочки

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.