Новости науки: Новая частица поможет решить две основные проблемы в физике элементарных частиц.

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [6 Голоса (ов)]

Приблизительные регионы для поиска нового электрофобного бозона.

Несмотря на огромную энергию в 13 ТэВ LHCа, которой более чем достаточно, чтобы обнаружить множество частиц, указанных различными теоретиками, никаких новых частиц обнаружено не было, кроме бозона Хиггса в 2012 году.

В то время как отсутствие новых частиц является очень информативным само по себе, многие физики все еще "тоскуют" по "новой физике" или физике за пределами стандартной модели.

В новой статье, опубликованной в Physical Review Letters, физики Ю. Шэн Лу(Yu-Sheng Liu), Дэвид Маккин(David McKeen), и Джеральд А. Миллер(Gerald A. Miller) из Университета штата Вашингтон в Сиэтле предположили существование новой частицы, которая выглядит очень заманчиво, поскольку может одновременно решить две важные проблемы: загадку радиуса протона и расхождение в мюонных магнитных моментах, которые существенно отличаются от предсказанных стандартной моделью.

Физики описывают гипотетический новую частицу как "электрофобный бозон"(electrophobic boson) с массой между 100 кэВ и 100 МэВ. В настоящее время существует пять бозонов в стандартной модели, только один из которых является скалярным, то есть имеет нулевой спин - Бозон Хиггса. Все пять бозонов были подтверждены экспериментально.

Одной из отличительных особенностей новой гипотетической частицы является то, что она, по прогнозам, должна взаимодействовать с протонами и нейтронами и очень слабо, либо вообще не взаимодействует с электронами, что делает его "электрофобным". Ученые показали, что это "электрофобное" свойство позволило бы частице решить две проблемы: задачу радиуса протон и проблемы мюонов.

В загадке протонного радиуса, проблема в том, что радиус протона, кажется, имеет разные размеры в зависимости от того, какой тип частицы находится на его орбите. Эксперименты показали, что радиус протона немного больше, когда вокруг него обращается электрон, чем мюон, который идентичен электрону но в 200 раз тяжелее. Если исключить ошибку измерения, результаты могут указывать на существование ранее неизвестного фундаментального взаимодействия (возможно этого), которое притягивает протоны и мюоны, но не действует между протонами и электронами.

"Принцип универсальности лептонов является основой стандартной модели", сказал Миллер, обращаясь к идее, что все лептоны, в том числе электроны и мюоны, должны вести себя таким же образом. "Наша частица нарушает этот принцип, так как взаимодействие мюонов и электронов различны."

Вторая проблема связана с аномальным магнитным моментом мюона, который является мерой того, как квантовые эффекты вносят вклад в магнитный момент частицы. До сих пор наиболее точное измерение отличается от стандартной модели более чем на три стандартных отклонения. Физики считают, что несоответствие может указывать на физику за пределами стандартной модели, либо еще требуются более точные измерения. Если ответ новая физика, то новая частица покажет, что проблемы протонов и мюонов могут быть связаны между собой.

Хотя предыдущие эксперименты уже исследовали часть этого предсказанного диапазона, физики определили две неисследованные области А и B (см. Рисунок), которые могут быть именно теми местами, где частица может находиться. Они ожидают, что будущие эксперименты высокой точности с участием протонов и мюонов будут в состоянии найти частицы в этих регионах.

В то же время, физики также с нетерпением ждут улучшенных измерений аномального магнитного момента мюона и, если расхождение останется, то результаты будут давать дальнейшую поддержку существования новой частицы.

"Наша работа в этом направлении позволила нам разработать новые теоретические инструменты для оказания помощи в поиске других видов бозонов с различными квантовыми числами", сказал Миллер. "Мы будем применять эти инструменты. Другим направлением является разработка более глубокой теории, которая будет использовать наш новый бозон."

О поиске другого (а может и нет) бозона, взаимодействующего и с обычной и с темной материей мы писали ранее.

НАУЧНАЯ РАБОТА: ПО МАТЕРИАЛАМ:

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2017-03-12 11:49:05 Новый бозон поможет решить две важные проблемы стандартной модели.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Тяжелый металл: как первые сверхновые изменили раннее звездообразование

Эта симуляция показывает турбулентный газ, когда сверхновая сталкивается с соседним звездообразующим ореолом.

Новости науки:

В своих усилиях для понимания Вселенной, и всего её состава, существует явный разрыв между тем, что изучают космологи и астрофизики, и как они изучают её: масштаб. Космологи обычно сосредоточены на крупномасштабных свойствах Вселенной в целом, таких как галактики и межгалактическая среда; в то время как астрофизики больше заинтересованы в тестировании физических теорий малых и средних объектов, таких как звезды, сверхновые и межзвездная среда.

И все же эти два поля более тесно сплетены, чем это может показаться на первый взгляд, особенно если смотреть на то, как сформировалась ранняя Вселенная.

Подробнее...

Oumuama был естественным телом из другой солнечной системы

Межзвездный объект «Oumuamua» (окруженный), увиденный 4-м телескопом Уильяма Гершеля на Ла-Пальме. Фоновые звезды и галактики появляются в виде полос из-за телескопа, следующего за «Oumuamua», когда он двигался по небу.

Новости космоса:

Ученые из Королевского университета в Белфасте провели всемирные исследования загадочного объекта, который прошел близко к Земле после прибытия из глубокого межзвездного пространства. Поскольку объект был замечен в октябре, профессор Алан Фитцсиммонс и доктор Микеле Баннистер из Школы математики и физики Королевского университета объединили международную команду астрономов, чтобы совместно собрать профиль странного гостя, который был назван «Аумуамуа».

Команда была составлена из исследователей Великобритании, США, Канады, Тайваня и Чили, и в общей сложности участвовали семь исследователей из Queen's.

Подробнее...

Американцам не удалось вывести секретный спутник Zuma на орбиту

Американцам не удалось вывести секретный спутник Zuma на орбиту

Новости космонавтики:
Секретный спутник США, запущенный накануне аэрокосмической компанией Илона Маска SpaceX, не вышел на расчетную орбиту.

Разведывательный космический аппарат Zuma, построенный корпорацией Northrop Grumman, не смог отделиться от второй ступени запустившей его ракеты-носителя Falcon 9, не вышел на расчетную орбиту и мог разбиться.

Подробнее...