Обнаружение "таинственного" бозона противоречит пониманию Вселенной

После десятилетия тщательных измерений ученые объявили в четверг, что фундаментальная частица - W-бозон - имеет значительно большую массу, чем предполагалось, что потрясло основы нашего понимания того, как устроена Вселенная.

Эти основы заложены в Стандартной модели физики частиц, которая является лучшей теорией, имеющейся у ученых для описания самых основных строительных блоков Вселенной, и какие силы управляют ими.

W-бозон управляет так называемой слабой силой, одной из четырех фундаментальных сил природы, и поэтому является основой Стандартной модели.

Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Science, говорится, что самое точное из когда-либо проведенных измерений W-бозона прямо противоречит предсказаниям модели.

Ашутош Котвал, физик из Университета Дьюка, возглавлявший исследование, сообщил AFP, что для получения результата потребовалось более 400 ученых в течение 10 лет, чтобы тщательно изучить четыре миллиона кандидатов в W-бозоны из "набора данных, включающего около 450 триллионов столкновений".

Эти столкновения, в результате которых частицы сталкиваются друг с другом на умопомрачительных скоростях, чтобы изучить их, были проведены на коллайдере Теватрон в американском штате Иллинойс.

Он был самым высокоэнергетическим ускорителем частиц в мире до 2009 года, когда его вытеснил Большой адронный коллайдер под Женевой, на котором несколькими годами позже был обнаружен бозон Хиггса.

Теватрон прекратил работу в 2011 году, но ученые из детектора коллайдеров в Фермилабе (CDF) с тех пор продолжают подсчитывать цифры.

Гарри Клифф, физик частиц из Кембриджского университета, работающий на Большом адронном коллайдере, сказал, что Стандартная модель - "вероятно, самая успешная научная теория, которая когда-либо была записана".

"Она может делать фантастически точные предсказания, - сказал он. Но если эти предсказания оказываются неверными, модель нельзя просто подправить.

"Она похожа на карточный домик: стоит слишком сильно потянуть за одну ее часть, и все рухнет", - сказал Клифф в интервью AFP.

Стандартная модель не лишена .

Например, она не учитывает темную материю, которая вместе с темной энергией составляет 95 процентов Вселенной. Она также утверждает, что Вселенная не должна была существовать с самого начала, потому что Большой взрыв должен был аннигилировать сам себя.

Кроме того, недавно в этой модели были обнаружены "несколько трещин", заявили физики в сопутствующей статье в Science.

"В этой системе подсказок о том, что в стандартной модели есть недостающие части, мы внесли еще одну, очень интересную и несколько большую подсказку", - сказал Котвал.

Ян Старк, физик и директор по исследованиям французского института CNRS, сказал, что "это либо крупное открытие, либо проблема в анализе данных", предсказав "довольно жаркие дискуссии в ближайшие годы".

Он сказал AFP, что "необычные заявления требуют необычных доказательств".

Ученые CDF заявили, что они определили массу W-бозона с точностью до 0,01 процента - в два раза точнее, чем предыдущие попытки.

Они сравнили это с измерением веса 350-килограммовой (800-фунтовой) гориллы с точностью до 40 граммов (1,5 унции).

Они обнаружили, что бозон отличается от предсказаний стандартной модели на семь стандартных отклонений, которые также называются сигма.

Клифф сказал, что если бы вы подбрасывали монету, "шансы получить результат с пятью сигмами по счастливой случайности составляют один к трем с половиной миллионам".

"Если это действительно так, а не какая-то систематическая ошибка или непонимание того, как проводить расчеты, то это очень важно, потому что это означает, что в нашей Вселенной есть новый фундаментальный компонент, который мы еще не открыли", - сказал он.

"Но если вы собираетесь сказать что-то настолько важное, как то, что мы разрушили стандартную модель физики частиц, и там есть новые частицы, которые нужно открыть, чтобы убедить людей в этом, вам, вероятно, потребуется более одного измерения из более чем одного эксперимента".

Сопредседатель CDF Дэвид Тобэк сказал, что "теперь дело за сообществом теоретической физики и другими экспериментами, чтобы проследить за этим и пролить свет на эту загадку".

И после десятилетия измерений Котвал еще не закончил.

"Мы следуем за подсказками и не оставляем камня на камне, так что мы выясним, что это значит".