Большой адронный коллайдер нанес еще один удар теории суперсимметрии

На днях теория суперсимметрии получила еще один удар от Большого адронного коллайдера (БАК). Новые данные сверхскоростного столкновения протонов представили новые доказательства субатомной деятельности, которые согласуются с основой Стандартной модели физики элементарных частиц.

Чтобы понять важность этих результатов, нужно вернуться к основам. Как мы знаем, Стандартная модель описывает элементарные частицы, которые составляют Вселенную, а также их взаимодействие. В настоящее время это одно из лучших описаний субатомного мира, в соответствии с ЦЕРН, которое, однако, имеет ряд брешей. Она не может описать гравитацию, не объясняет существование темной материи и не может предсказать массу бозона Хиггса.

К Стандартной модели создаются дополнения, но ученые непрерывно ищут расхождения внутри нее, которые могут указать в направлении новой физики. И теория суперсимметрии является одним из лучших кандидатов на замену СМ.

«Суперсимметрия предсказывает, что каждая частица в Стандартной модели обладает так называемым суперпартнером, который мог бы решить кучу проблем. К примеру, из частиц-суперпартнеров могла бы получиться темная материя», - говорит Уильям Сатклифф, доктор философии Имперского колледжа в Лондоне.

Сатклифф вошел в крупный международный коллектив ученых, которые наблюдали за поведением кварков, субатомных частиц, составляющих протоны и нейтроны. Есть шесть разных типов кварков: верхний, нижний, очарованный, странный, прелестный и истинный. Ученые особенно наблюдали за прелестным кварком, который тяжелее и способен менять форму. Прелестный кварк обычно переходит в очарованный кварк, но в редких случаях может превращаться и в верхний кварк.

«Мы изучили переход прелестного кварка в верхний кварк, ранее в том переходе были некоторые несоответствия, которые указывали на правостороннее орбитальное вращение кварка. Это могло стать расширением для Стандартной модели, - объясняет Сатклифф. - Правостороннее орбитальное вращение могла бы объяснить теория суперсимметрии».

В выводах, опубликованных в журнале Nature Physics, измерения не показали никакого правостороннего вращения. В конечном счете ученые получили результат, который был в соответствии со Стандартной моделью: прелестный кварк распадается только на верхний кварк, если имеет левосторонний спин. Это удар по суперсимметрии, который, однако, не сбрасывает теорию со счетов. И тот факт, что ученые смогли проделать такие измерения (а ранее они казались слишком сложными), впечатляет.

«Было довольно сложно измерить переход прелестного кварка в верхний кварк. Это как искать иголку в стоге сена», - говорит Сатклифф.