Теорията на Суперсиметрията е под натиск, след като Големият адронен колайдер откри супер рядък тип разпад на елементарни частици


Учени от Кеймбридж към Големия адронен колайдер (LHC) при CERN близо до Женева са открили един от най-редките типове разпад на елементарни частици, наблюдавани в природата.

Откритието поставя под въпрос ред нови теории като например много популярната теория на Суперсиметрията.

Сегашните познания за най-елементарните градивни частици на материята (кварките и лептоните, като например електрона) и силите, които действат между тях, са систематизирани в т.нар. Стандартен Модел. Масата на частиците се разглежда като следствие от тяхното взаимодействие с полето на Хигс. Именно след интензивно стимулиране на полето на Хигс при сблъскване на частици в LHC бе открит и Хигс-бозонът.

При все това, Стандартният Модел далеч не представя пълната картина; той например не включва обяснение на гравитацията или описание на 95% от Вселената, които съществуват под формата на Тъмна Материя и Тъмна Енергия.

И именно тук е призована Суперсиметрията, с цел да се запълнят празнините в Стандартния Модел. Тъй като тя дава прогнози за някои нови явления, теорията на Суперсиметрията би следвало обстойно да се изследва в LHC. Един от основните начини за търсенето й е чрез изследване на разпада на Bs-частицата, която е съставена от чаровен c-кварк и странен s-кварк, и получаването на два мюона (т.е. много тежки електрони) като продукт. Очаква се това да е извънредно рядко явление, но все пак откриването му би било улеснено от евентуалното изнамиране на нов вид физика.

Този тип разпад е бил наблюдаван за пръв път от екип към експеримента LHCb - гигантският детектор на частици, разположен при една от точките на сблъсък в 27-километровия колайдер LHC.

Самият LHC е най-мощната машина ускорител, изграждана някога, и ускорява един срещу друг двойки протони почти до скоростта на светлината, след което ги сблъсква. Машината работи от ноември 2009 г. Всеки сблъсък произвежда дъжд от частици, измежду които е и Bs-частицата. Тя е доста нестабилна и се разпада за трилионна част от секундата. По време на краткото си съществуване, тя изминава достатъчно разстояние (около 1 см), за да бъде засечена от детектора LHCb. Може да се разпада на няколко възможни комбинации от частици и в извънредно редки случаи (веднъж на 300 млн. сблъсъка), се разпада на два мюона.

Екипът физици е анализирал огромен брой сблъсъци, записани от LHCb, в търсене на подобен тип разпад. Накрая са успели да засекат няколко подходящи кандидата. Самото откриване на подобно рядко явление е триумф за LHCb.

Проф. Вал Гибсън, водач на кеймбриджкия екип към LHCb, заявява: "Наблюдението на този много рядък тип разпад е ключов резултат, който поставя нашите колеги и тяхната теория на Суперсиметрията в неудобна позиция. За резултати с подобно качество е необходим ентусиазмът и пълната отдаденост на огромен брой изследователи, заети с анализа на данните, които експериментът непрекъснато бълва".

Това откритие е поредното потвърждение на прогнозите, направени от Стандартния Модел, но същевременно е лоша новина за поддръжниците на Суперсиметрията. Действително, новият вид физика не е бил в състояние да даде обяснение на феномена, когато й се е отворила такава възможност. "Ако съществува нов вид физика, то тя сигурно се укрива доста умело зад Стандартния Модел", коментира кеймбриджкият физик д-р Марк-Оливие Бетлер, член на анализаторския екип.

Все пак, лагерът на Суперсиметрията също би моглъл да извлече поуки от това откритие, както обяснява д-р Бетлер: "Този резултат е важен, защото ни разкрива какво новата физика НЕ е".