Научный прорыв в поисках новой физики: взгляд в «зептологию»
Научное сообщество продолжает искать пути для понимания загадок мироздания, несмотря на то что Большой адронный коллайдер (БАК) произвел революцию в области физики частиц. Тем не менее, многие ученые считают, что его возможности не открыли те новые горизонты физики, на которые они надеялись. На передний план выходит концепция «зептологии», разработанная известным физиком Частиц, которая сосредоточена на изучении объектов на уровне зептометров — это величина в 1 квинтиллионную метра, что значительно ниже возможностей существующих инструментов.
В своей статье в журнале New Scientist физик Гарри Клифф, работающий над экспериментом LHCb, поднимает вопрос о том, сможем ли мы раскрыть тайны «зептокосмоса» — области, которая может содержать ключевые ответы на вопросы о темной материи и асимметрии материи и антиматерии. Клифф утверждает, что многие явления могут ускользать от нашего понимания, поскольку они находятся за пределами возможностей БАК, способного исследовать частицы лишь до 50 зептометров.
Важным аргументом в пользу изучения «зептологии» является теория, выдвинутая профессором Анджеем Бурасом из Технического университета Мюнхена. Бурас утверждает, что мы можем исследовать эту область знания косвенно, не дожидаясь постройки будущего кольцевого коллайдера, запланированного на 2070 год, и который потенциально сможет «пробить» границы старой физики. Исследования, которые он начал, открывают новые горизонты и подчеркивают необходимость работы с существующими экспериментами.
В рамках своих исследований Бурас выделил семь «целей», которые он назвал «великолепной семеркой». Эти цели касаются редчайших распадов частиц, содержащих странные и нижние кварки — так называемые «эхо» из «зептокосмоса». Некоторые эксперименты, такие как Belle II в Японии, уже находят подобные редкие распады. В ходе последних экспериментов удалось зафиксировать распад B-мезона, в результате которого образуется K-мезон и пара нейтрино, однако информации о нейтрино недостаточно из-за конфигурации эксперимента.
Спектр экспериментальных данных так же пополнился открытием, сделанным в рамках эксперимента NA62 в CERN, которое зафиксировало распад положительно заряженного K-мезона на пиона и пару частиц материи и антиматерии. Это событие имеет невероятно низкую вероятность, менее одного случая из 10 миллиардов, и существенно увеличивает шансы на обнаружение новых физических явлений, которые находятся вне рамок Стандартной модели.
По словам Бураса, «поиск новых частиц и сил за пределами Стандартной модели крайне актуален для объяснения темной материи, огромного диапазона масс частиц и асимметрии между материей и антиматерией». Таким образом, несмотря на то что прямые поиски новых частиц в рамках работы БАК не дали ожидаемых результатов, косвенные исследования становятся всё более важными для раскрытия секретов вселенной.
Научное сообщество делает уверенные шаги к пониманию «зептокосмоса», и пока новые коллайдеры находятся на стадии разработки, редкие распады частиц служат единственным окном в эту неизведанную область. Исследования продолжат продвигать границы нашей физики и, возможно, дадут ответы на старые вопросы о структуре и происхождении материи.
