Для новых теорий оставили лазейку

Для новых теорий оставили лазейку

Первые эксперименты на модернизированном Большом адронном коллайдере ожидаются в июне 2015 года. Пока же ученые подводят итоги прошлых экспериментов. 13 мая в журнале Nature вышла статья об открытии, важном для дальнейшего понимания устройства Вселенной. Оно подтверждает устоявшуюся в физике Стандартную модель, и резко сужает возможности для альтернативных теорий.

О своем участии в исследовании, о том, почему не очень рады полученным результатам и об ответственности перед человечеством рассказали российские соавторы работы из НИИ ядерной физики МГУ имени М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ), Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ), Новосибирского государственного университета (НГУ) Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ). Брифинг прошел 15 мая в МИА "Россия сегодня" и был организован интернет-изданием STRF.ru при участии МГУ имени М.В. Ломоносова.

Что открыли

Совместно двумя экспериментами CMS и LHCb Большого адронного коллайдера зафиксирован редчайший распад элементарной частицы – т.н. странного B-мезона на два мюона (Bs -> mu+mu-). Согласно Стандартной модели, описывающей почти все частицы, из которых состоит Вселенная, подобный распад должен происходить в четырех случаях на миллиард.

Поиск распада начался 30 лет назад, но только недавно учёные с нужной степенью достоверности смогли его зафиксировать. «Поэтому статья и опубликована в Nature», – пояснил научный сотрудник НИИЯФ МГУ Николай Никитин, чьи модели использовались для оценки части фоновых процессов, которые могли бы давать нежелательный вклад в распад. – Во всех предыдущих публикациях достоверность результатов, хотя их и ждали, была ниже».

По словам Алексея Воробьева, руководителя отделения физики высоких энергий Петербургского института ядерной физики, где изготовлены мюонные системы детекторов CMS и LHCb и где проводилась часть физического анализа процессов распада B-мезона, результаты эксперимента сошлись с предсказаниями, хотя ученые этим не очень довольны. «Мы не очень рады, что получилось согласие со Стандартной моделью, – сказал Воробьев. – Если бы существовал мир других частиц, например, суперсимметричных<..,> то распад Bs --> mu+mu- происходил бы с большей вероятностью<...> Торжество Стандартной модели – это для нас некое расстройство. Мы не увидели мира новых частиц, он не хочет пока проявляться».

Если бы распад был не такой редкий, то можно было бы говорить, о том, что удалось нащупать физические явления за пределами Стандартной модели, что было одной из целей постройки Большого адронного коллайдера. А теперь, ее расширение – через т.н. теорию суперсимметрии, на которую многие возлагали свои надежды – под вопросом, или, по крайней мере, сильно отложено.

Тем не менее исследователи не теряют надежды. «У нас есть другие каналы, чтобы поискать что-то за пределами стандартной модели, – отметила Дарья Саврина из Института теоретической и экспериментальной физики, который соорудил и занимается поддержанием калориметра для эксперимента LHCb. – Если мы поставили ограничения, ещё не значит, что в других местах невозможно это «что-то за пределами» найти».

По словам старшего преподавателя НГУ Павла Кроковного (также н.с. в Институте ядерной физики им. Будкера СО РАН) есть два пути поиска «новой физики за пределами Стандартной модели – это поиск новых частиц или очень точное измерение параметров модели (обсуждаемый распад – путь именно такого рода). «У нас все равно остается возможность для расширения Стандартной модели», – считает он.

Так что ученые будут искать еще более редкие распады и надеяться, что им повезет. По словам Николая Никитина один из перспективных путей – это тестировать Стандартную модель со всё более и более высокой точностью. И смотреть, где экспериментальные данные начнут существенно отличаться от предсказаний. «В этом основной мотив, почему мы меряем редкие, сверхредкие распады и будем делать это и дальше, увеличивая точность (чтобы посмотреть ещё более редкие распады)», – говорит Никитин.

По его мнению, можно провести аналогию с Древней Грецией, когда было много философских обобщений о том, как устроен мир, какие первые легенды лежат в его основе, но было мало экспериментов, которые бы это подтверждали.

«Вот и сейчас теоретики приводят очень много обобщений Стандартной модели, но какое из них верное, могут сказать только экспериментаторы, отметил он. – Они пытаются. Но пока Стандартная модель держит свои позиции». И тем не менее, к Стандартной модели остается ряд сложных вопросов: так, она не описывает ни таинственную темную материю, ни «простейшую» гравитацию. Как известно, «своих» частиц ни для той ни для другой пока не зафиксировано, но ученые постоянно нащупывают пути чтобы к этому приблизиться. Когда они наконец что-то найдут, это станет большим триумфом науки.

Физики шутят

При этом ученые знают, что не занимаются чем-то опасным. Еще до запуска Большого адронного коллайдера, по Интернету ходили страшилки, что-де все эти эксперименты могут уничтожить Землю, а то и всю Вселенную – в частности из-за образования рукотворных черных дыр. «По поводу того, опасен ЦЕРН или нет, однажды была такая шутка сказана ведущим теоретикомДжоном Эллисом, - прокомментировал Алексей Воробьев. - Ему говорили: «Вот-де чёрная дыра, провалимся!». Ему надоели эти вопросы и он пошутил так: «А что- Это даже интересно. Посмотрим!»<…> На самом деле есть полная гарантия того, что БАК – абсолютно безопасная машина».

Другой пример привел коллега Алексея Воробьева, заместитель руководителя отделения физики высоких энергий ПИЯФ Виктор Ким: «Есть частицы, которые прилетают из космоса, т.н. «космические лучи». Их энергии превышают на много порядков те, что используются в БАК. И Земля, и мы существуют давно. Ничего за это время не произошло: в этом смысле экспериментально показано, что никакой опасности нет».

«Опасения человечества по отношению к прогрессу идут ещё от начала времён, – рассказал Николай Никитин. – Достаточно вспомнить про такой курьёз, что многие предлагали в начале ХХ века запретить автомобили.

Считалось, что на скорости 20 км/ч люди просто сойдут с ума от того, как быстор мир вокруг проносится мимо. Когда стартовал Юрий ГагаринКоролёву предлагали заблокировать управление кораблём «Восток», поскольку считалось, что человек сойдёт с ума, если попадёт в космос.

Примерно из этого же ряда и боязнь перед Большим адронным коллайдером. На самом деле, страх того, что – вот, а вдруг на коллайдере появятся «чёрные дыры» - это даже не к нему относится. До БАКа в Америке работал (да и сейчас работает) коллайдер релятивистских ионов. Так что вопрос был впервые поднят гораздо раньше, в то время. И тогда же доказано, что никакой опасности нет. <…> Ну, а фильмы типа «Ангелы и демоны» - они хорошие, интересные, но к реальности не имеют отношения. Так же, как и мы – не сумасшедшие учёные, которые желают погубить мир. Совсем мы на них не похожи, честное слово!».

Немного этики, или Каким мы хотим, таким и будет

«Каким будет мир после вашего вмешательства-» – предложили пофилософствовать учёным журналисты.

«Всё, что человечество ни делало, всегда могло быть использовано и на пользу, и во вред. Огонь – это может быть и пожар, и горячая пища», – ёмко пояснила Дарья Саврина мысль о том, что физические законы на самом деле бесстрастны и беспристрастны.

Все зависит от человека. «С одной стороны, любой закон – физический, описывающий окружающий нас мир, не морален, - отметил Николай Никитин. – Он просто описывает наш мир. Моральным или не моральным его действительно делаем мы, люди. С другой стороны, учёные – это тоже люди, поэтому мы, конечно, заинтересованы в том, чтобы все наши законы, (и я в этом уверен! – в том числе, и бозон Хиггса) воплотились бы в технологиях. В технологиях, которые помогали бы человечеству развиваться создавать что-то новое, а не вредить».

«Каким захотим, таким и будет», – подвел черту Павел Кроковный – пусть и отвечал самым первым.

Newsland.ru

Похожие новости:
Теореме Пенроуза о гравитационной сингулярности исполнилось полвека
Теореме Пенроуза о сингулярности черной дыры исполнилось полвека. О знаменитом следствии общей теории относительности (ОТО), вводящем понятие гравитационной сингулярности и ловушечной поверхности, впервые рассказал британский математик и физик Роджер Пенроуз. Об этом напоминает журнал Classical ..
2015-10-02 1755 0 Научные открытия
-1
В БАКе сообщили об открытии двух новых барионов
Коллаборация LHCb сообщила об открытии в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) двух новых барионов. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ЦЕРНа. Существование частицы Xi_b'- ..
2014-11-19 1650 0 Научные открытия
-1
Ученые начали готовить Большой адронный коллайдер к новому запуску
Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) готовит Большой адронный коллайдер (БАК) ко второму трехлетнему циклу исследований. Об этом в пятницу, 12 декабря, было объявлено на 174-й сессии совета ЦЕРН, сообщается в пресс-релизе организации. В настоящее время специалисты проводят ..
2014-12-14 1731 0 Научные открытия
-2
Ученые NASA решают проблему сжимания пространства
Специалисты из NASA решают проблему сжимания пространства и времени для того, чтобы осуществить межзвездный перелет, сообщет Gizmodo со ссылкой на специалиста по инженерному обеспечению NASA доктора Уайта.Он отмечает, что несмотря на все технические достижения землян, в области освоения космоса мы находимся ..
2012-09-19 2004 2 Научные открытия
0
Ученые сообщили о возможном обнаружении сигнала темной материи
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии сообщили о нетипичном излучении фотонов, которое они обнаружили в рентгеновских лучах. По мнению ученых, это может быть сигналом от темной материи. Результаты своих исследований авторы подготовили для публикации в журнале Physical Review ..
2014-12-14 2130 0 Научные открытия
3
Вакуумное черенковское излучение ограничило физику вне Стандартной модели
Расширенный вариант главной физической теории — Стандартной модели — предсказывает, что заряженные частицы могут поляризовать вакуум и излучать фотоны. Бразильский физик-теоретик исследовал этот эффект, известный как вакуумное черенковское излучение, и установил с его помощью ограничения на некоторые параметры ..
2017-11-30 4294 0 Научные открытия
0
В Англии бъявлена награда за решение научной загадки
Над вопросом ломал голову ещё Аристотель, а позже Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт и десятки других именитых учёных. Почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная? Королевское химическое общество очень надеется, что ответ подскажут люди из народа. Феномен известен давно, ..
2012-06-29 1941 0 Научные открытия
0
Физики создали новую теорию времени
Физики предположили, что минимально возможный в физической Вселенной масштаб времени на несколько порядков больше планковского времени. Более того, существование такого масштаба меняет фундаментальные уравнения квантовой механики, а вместе с этим — и представления о природе времени. Авторы настаивают ..
2016-02-04 3616 0 Научные открытия
1
Изобретение нобелевских лауреатов оказалось разрушителем мира насекомых
Новозеландские ученые выяснили, что свет синих светодиодов, за изобретение которых в 2014 году присудили Нобелевскую премию по физике, привлекает в полтора раза больше насекомых, чем излучение обычных уличных фонарей. О губительном воздействии светодиодов на экосистему сообщается в журнале Ecological ..
2014-10-17 1922 0 Научные открытия
-1
Физики доказали нестабильность пятимерных черных дыр
Математические физики из Великобритании впервые показали, что черные дыры в пятимерном и более высокой размерности пространстве-времени нестабильны и нарушают принцип космической цензуры. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а кратко о нем сообщается на сайте Кембриджского университета.Принцип космической цензуры ..
2016-02-20 2043 0 Научные открытия
1
Представлена новая теория образования черных дыр
Черные дыры в центре карликовых галактик являются семенами, растущими в центре нашего Млечного пути и в других крупных галактиках, чья масса превышает массу нашего солнца в тысячи раз. К такому выводу пришли астрофизики, результаты исследования которых опубликованы ..
2014-03-31 2090 0 Научные открытия
0
Открыто новое дважды магическое ядро кальция
Ученые из ЦЕРНа показали, что теоретическая ядерная физика не описывает наблюдаемые в эксперименте свойства изотопов химических элементов и доказали существование нового дважды магического ядра кальция. Результаты исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко о них сообщается на сайте ..
2016-02-10 1682 0 Научные открытия
1
Падающие атомы проверили закрученность пространства-времени
Физики из университетов Гуаньчжоу и Сунь Ятсена проверили универсальность гравитации по отношению к объектам, обладающим различным спином. С точностью вплоть до десятимиллионных долей авторам удалось показать, что свободное падение для атомов рубидия не зависит от их собственного момента импульса. Этот результат ..
2016-07-09 2042 0 Научные открытия
4
Геологи вычислили местоположение суперконтинента
Геологи из Йельского университета рассчитали примерное местоположение следующего суперконтинента. Статья ученых появилась в журналеNature. Согласно современным представлениям, суперконтиненты на Земле формируются каждые несколько сотен миллионов лет. Последним была Пангея, которая 150-220 миллионов лет назад раскололась на Лавразию и Гондвану. ..
2012-02-9 1863 0 Научные открытия
-1
Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн
Американские физики-теоретики продемонстрировали возможность получения квантовомеханических соотношений из специального случая струнной теории поля (полевой теории струн). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physics Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Южной ..
2014-11-05 2284 0 Научные открытия
1