Загадочный «зептонвселенная»: Новые горизонты в физике частиц
Уникальные исследования, проводимые на Большом адронном коллайдере (БАК), безусловно, произвели значительный фурор в области физики частиц, однако они не открыли новые горизонты, на которые многие учёные надеялись. В то время как БАК исследует атомные размеры, некоторые учёные указывают на потенциально революционную область, которую они называют «зептонвселенной». Это мир объектов, существующих на масштабе зептометра (один квинтиллионная метра), и, как утверждает известный физик, именно наблюдение за распадом каонов и B-мезонов может привести к открытию новых физических законов.
Прикосновение к неизведанному
Большой адронный коллайдер способен исследовать мир частиц на расстоянии до 50 зептометров — это беспрецедентное достижение для человечества. В 2012 году на БАК было подтверждено существование бозона Хиггса, что вызвало надежду на поток новых открытий и возможность объяснить такие загадки, как тёмная материя и асимметрия между материей и антиматерией. Тем не менее, после этого прорыва не произошло значительных открытий, равных по масштабу Эффекту Хиггса.
По первичным оценкам, новые явления могут скрываться в области под названием «зептонвселенная», размеры которой исчисляются величинами около 10^-21 метров. Физик Гарри Клифф в недавней статье в журнале New Scientist описывает теорию, выдвинутую Анджеем Бурасом, теоретическим физиком из Технического университета Мюнхена. Бурас предполагает, что некоторые частички могут находиться за пределами возможностей обнаружения БАК.
Поиск путей исследования
Для дальнейшего изучения этой загадочной области у учёных есть шанс непрямого исследования благодаря распадам частиц, которые происходят в рамках существующих экспериментальных установок. К примеру, в 2020 году Бурас в статье для Physik Journal задавался вопросом: можем ли мы исследовать зептонвселенную, используя физику вкусах кварков и процессы, нарушающие симметрию лептонов?
В новой работе, представленной на предобзорном сервере arXiv, Бурас обозначил семь ключевых направлений, которые он назвал «великолепной семёркой». Это редкие распады частиц, содержащих странные и нижние кварки, так называемые «эхо из зептонвселенной». Некоторые эксперименты уже ведут поиск этих ультра-редких распадов.
Примеры ультра-редких распадов
Одним из ярких примеров является распад B-мезона — частицы, состоящей из различных кварков. В 2023 году эксперимент Belle II в Японии запечатлел этот распад, при котором возник другой элемент — каон (или K-мезон) и два нейтрино. Однако, так как эксперимент не был настроен на прямое обнаружение нейтрино, доступная информация о них остаётся ограниченной. В сентябре 2024 года эксперимент NA62 в ЦЕРН зарегистрировал распад положительно заряженного каона на пионы и пару материи-антиматерии. Предполагается, что менее одного из 10 миллиардов каонов распадается таким образом, что делает это событие важным для поиска новых физических законов.
Экспертное мнение
Анджей Бурас в своей статье для журнала CERN Courier подчеркнул важность поиска новых частиц и сил, которые выходят за пределы Стандартной модели, так как это необходимо для объяснения тёмной материи, широкого диапазона масс частиц и асимметрии между материей и антиматерией, которая влияет на наше существование. Он отметил, что так как прямые поиски на БАК не дали обещанных результатов, существует растущая значимость непрямых исследований.
Учёные только начинают заглядывать в неизведанную область зептонвселенной, и пока новые коллайдеры не будут полностью функционировать, эти крайне редкие распады останутся единственным окном в эту загадочную вселенную.
