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

Новости космоса: Астрономы открывают вращение гигантского гало нашей галактики.

Гигантское гало галактики Млечный Путь в представлении художника.

Астрономы из Университета Мичигана обнаружили, что горячий газ в гало галактики Млечный Путь крутится в том же направлении и с сопоставимой скоростью, что и диск галактики.

Это новое знание проливает свет на то, каким образом отдельные атомы собираются в звезды, планеты и галактики, как наша собственная, и какое будущее ждет эти галактики.

Подробнее...

Dream Chaser: испытания и советская конструкция

Dream Chaser - частный космический корабль из Сьерра-Невады, который должен доставлять грузы на Международную космическую станцию в 2020-х годах.

Его первые два запланированных полёта к МКС будут на ракетах Atlas V от United Launch Alliance в 2020 году и 2021 году. Летные испытания Dream Chaser продолжаются, а прототип космического корабля успешно прошел испытание в ноябре 2017 года.

Подробнее...

Новости космонавтики: Беспилотный грузовой космический корабль Прогресс успешно запущен с космодрома Байконур.

Прогресс64 запущен с космодрома Байконур.

Более трех тонн продовольствия, а также топлива и расходных материалов для экипажа МКС доставит беспилотный космический "грузовик" Прогресс 64, который запущен 17.07 3:41 утра по времени Байконура с космодрома Байконур в Казахстане.

На момент запуска, МКС пролетала на высоте около 400 км над восточной частью Чада.

Подробнее...