Уверенность учёных в обнаружении на БАК новой частицы возросла

Столкновения с образованием двух фотонов превалируют среди прочих данных, но пока собранных данных недостаточно.

Участники коллаборации CMS, работающей с одноименным детектором на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, заявили о получении новых данных, свидетельствующих в пользу существования сверхтяжёлого бозона, который не предсказывается Стандартной моделью физики. Об этом сообщает РИА Новости со ссылкой на журнал Nature.

В декабре 2015 года в социальных сетях и в микроблогах начали распространяться слухи о том, что на БАК удалось обнаружить следы "новой физики" в виде сверхтяжёлого бозона, чей распад порождает пары фотонов с общей энергией в 750 гигаэлектронвольт. Для сравнения: масса бозона Хиггса составляет 125-126 ГэВ, а топ-кварк, самая тяжёлая элементарная частица, "весит" 173 ГэВ, что в четыре раза меньше, чем масса новой частицы.

Эти слухи быстро подтвердили главы коллабораций ATLAS и CMS, работающие с одноименными детекторами в "кольце" БАК. Добавим, что изначально учёные в ходе экспериментов искали следы другой, пока не обнаруженной частицы, так называемого гравитона — частицы, которая может отвечать за одно из четырёх фундаментальных взаимодействий — гравитационного.

Её существование предсказали советские физики Фёдор Гальперин и Дмитрий Блохинцев в 1934 году, и учёные надеялись, что увеличение мощности БАК поможет понять, существуют ли гравитоны на самом деле.

На этой неделе в Италии проходила встреча учёных, работающих с детекторами БАК, на которой физики ЦЕРН делились полученными результатами. Как сообщает Nature, участники коллаборации CMS рассказали о повторных результатах анализа этих дифотонных всплесков.

В этот раз физики расширили набор данных, включив в них информацию по столкновениям частиц, собранную в начале 2015 года, когда CMS функционировал ещё не полностью корректно. Подобный шаг, как оказалось, сделал открытие предположительного гравитона или какого-то другого типа бозона более вероятным – статистическая значимость повысилась с уровня в 1,2 сигма до 1,6 сигма (уверенность учёных в результате, напомним, "начинается" с 5 сигма).

Это достаточно небольшое, но заметное увеличение достоверности результатов, однако об открытии говорить пока рано. Для этого участникам CMS и их коллегам из ALTAS необходимо дотянуть статистическую значимость своих наблюдений до того самого уровня в 5 сигма, что соответствует возможности появления одной ошибки или случайного совпадения на 3,5 миллиона попыток.

По словам физиков, найти следы распада этих бозонов на другие частицы пока не удалось, однако большинство учёных не сомневается, что они должны быть, если эта S-частица, как её сегодня называют исследователи, действительно существует.

Перезапуск БАК в апреле, как надеются физики, даст научному миру больше данных и пищи для ума. К июлю или к августу 2016 года, по словам участников ALTAS и CMS, они накопят достаточно сведений для поиска ответа на то, существуют ли эти сверхтяжёлые бозоны или нет.