Привиди альтернативної ядерної фізики

Перші значущі свідчення ультрарідкісного розпаду зарядженого каона отримали дослідники з проєкту NA62 ЦЕРН. Точне вимірювання процесів, передбачених у теорії, відкриває дорогу для пошуку свідчень існування нової фізики частинок, яка могла б пояснити загадки темної матерії та інші таємниці Всесвіту, повідомляє phys.org.

Колаборація вчених, які працюють над експериментом NA62, представила на конференції ICHEP 2020 у Празі перше суттєве експериментальне свідчення ультрарідкісного розпаду зарядженого каона на заряджений піон і два нейтрино (K+→π+νν).

Важливість процесу розпаду для теоретичної фізики полягає в тому, що він вкрай чутливий до відхилень від наукових передбачень. Це означає, що результати експерименту можуть дати дослідникам докази, що підтримують альтернативні теорії фізики частинок.

Експеримент NA62 був розроблений спеціально для вимірювання ультрарідкісного розпаду каона. Каони створюються шляхом зіткнення пучка протонів з нерухомим берилієм, внаслідок чого виникає пучок вторинних частинок, 6% з яких складають каони.

Основна мета NA62 - точно виміряти, як каони розпадаються на піони і пару нейтрино-антинейтрино. І вперше у вчених з'явилися надійні свідчення цього процесу. Результат відповідає Стандартній моделі, але все ще залишає простір для існування нових частинок.

Професор Марк Томсон з Ради з науково-технічних засобів вказує на те, що стандартна модель описує фундаментальні сили та будівельні матеріали Всесвіту. Однак, у Всесвіті існує кілька загадок, які вона не пояснює, наприклад, природа темної матерії та походження дисбалансу матерії - антиматерії.

Вважається, що темна матерія - це один із компонентів Всесвіту, існування якого виявлено лише внаслідок гравітаційного впливу на видиму матерію і на фонове випромінювання, оскільки вона не випромінює і не поглинає світло.

Відповідно, дисбаланс матерії-антиматерії - це неврегульований розподіл матерії та антиматерії у Всесвіті. За стандартною моделлю, попарне знищення матерії та антиматерії мало б виникати у ранньому Всесвіті і призводити до повної анігіляції. Однак, у Всесвіті є багато матерії і мало антиматерії.

Фізики давно шукали способи теоретичного розширення Стандартної моделі. Вимірювання ультрарідкісних процесів надають дивовижну можливість вивчення цих шляхів, які можуть призвести до нової фізики поза межами Стандартної моделі, вважають учені.