Експерименти, проведені на Великому адронному колайдері, наносять удар по теорії суперсиметрії
Вчені-фізики з Європейської організації ядерних досліджень CERN, що працюють з Великим адронним коллайдером (ВАК), зареєстрували та експериментально підтвердили існування одного з найрідкісніших видів розпаду частинок у природі. Існування такого виду розпаду завдає нищівного удару по теорії суперсиметрії, яка є розширенням Стандартної фізичної моделі і яка, на думку її послідовників, може пояснити існування деяких фізичних явищ, таких як гравітація, темна енергія і темна матерія.
З моменту введення в обіг теорії суперсиметрії і до цього часу ця теорія була лише непідтвердженою фізичної гіпотезою. І як завжди в таких ситуаціях, вчені вже давно шукали шляхи для того, щоб підтвердити або спростувати цю гіпотезу. Одним з таких шляхів, на думку вчених, є розпад Bs-мезона, частинки, що складається з чарівного кварка (beauty quark) і дивного антикварка (strange anti-quark). Розпад Bs-мезона, в результаті якого виходять мюон і анти-мюон, частинки, що нагадують дуже важкі електрони, є дуже рідкісним видом розпаду, теоретична можливість якого була передбачена вже досить давно. Але експериментального підтвердження існування такого виду розпаду не вдавалося отримати до останнього часу.
Вперше в історії науки розпад Bs-мезона вдалося зареєструвати датчиком експерименту LHCb (LHC beauty), одним з гігантських датчиків частинок, встановлених на 27-кілометровому кільці Великого адронного коллайдера. Колайдер прискорює промені протонів майже до швидкості світла і зіштовхує два розігнаних променя лоб в лоб. Зіткнення протонів виробляють злива частинок, серед яких іноді виникають Bs-мезони. Bs-мезон є дуже нестабільною часткою і розпадається майже відразу ж після утворення. Але часу існування Bs-мезона виявляється досить для того, щоб датчик LHCb встиг зареєструвати цю частку. Розпадаючись, Bs-мезон народжує нові частинки і вкрай рідко, один на 300 мільйонів разів, Bs-мезон розпадається на мюон і антимюон.
Команда вчених CERN проаналізувала дані величезної кількості зіткнень протонів, зібрані датчиками експерименту LHCb. У цьому величезному обсязі даних вченим вдалося розшукати сліди розпаду Bs-мезона на два мюона. Існування цього вид розпаду чудово вписується в Стандартну фізичну модель, але з точки зору теорії суперсиметрії він абсолютно неможливий.
"Реєстрація цього дуже рідкісного виду розпаду є тим, що змусило повністю впасти духом наших колег, які є прихильниками теорії суперсиметрії" - заявив професор Вел Гібсон (Professor Val Gibson) з Кембриджського університету.