Колаборація CMS завершила черговий етап опрацювання даних про протон-протонні зіткнення, які проводяться на Великому адронному колайдері, але так і не виявила слідів частинок, передбачених мінімальною суперсиметричною стандартною моделлю.
Колаборація завершила черговий етап опрацювання даних про протон-протонні зіткнення, які проводяться на , але не виявила слідів частинок із розширення .
| Монтаж детектора CMS (фото CMS Collaboration). |
Початкова Стандартна модель, нагадаємо, описує елементарні частинки та їхні взаємодії: електромагнітну, слабку й сильну. Її основні передбачення дуже добре узгоджуються з експериментальними даними, хоча існування ключового елемента теорії — бозона Гіґґса — поки що . Серйозним недоліком моделі також вважають те, що вона не пояснює появи .
Щоб усунути цю проблему, вчені доповнюють базову теоретичну конструкцію та створюють її розширені варіанти, найвідомішим із яких стала (МССМ). Усі «традиційні» частинки в МССМ отримують суперсиметричного партнера зі спіном, що відрізняється від початкового на ½. Електрону ( зі спіном ½) відповідає, скажімо, селектрон зі спіном 0, а (, спін якого дорівнює 1) — зі спіном ½. Інші суперпартнери отримують аналогічні позначення: до назв ферміонів додається «с-» (смюон, скварк), а бозонів — «-іно» ().
Найлегша суперсиметрична частинка (lightest supersymmetric particle, LSP), яка, найімовірніше, відповідає фотону, стабільна й надзвичайно слабо взаємодіє з речовиною, що робить її чудовим кандидатом на роль складника темної матерії. Крім того, у межах МССМ три згадані вище взаємодії природним чином об'єднуються в області надзвичайно високих енергій. Цей ефект «» вважають ще однією важливою перевагою суперсиметрії.
Згідно з МССМ, під час зіткнення двох протонів за досить великої енергії можуть народжуватися або пара глюїно, або скварки, які потім розпадаються на легші суперсиметричні частинки та кварки. Процес розпаду завершується утворенням LSP, і вона відлітає, не помічена детектором. Зареєстрована в дослідах відсутня енергія, яку забирає із собою LSP, що «зникає», використовується для відбору подій і свідчить про можливу появу суперсиметричних частинок.
| Приклад каскадного розпаду в межах МССМ: глюїно розпадається на кварк і скварк, який потім породжує ще один кварк і LSP. (Ілюстрація APS / Alan Stonebraker.) |
У новій , опублікованій у журналі , обговорюються дані, накопичені детектором CMS за 2010-й і першу половину 2011-го. Обсяг цієї вибірки відповідає 1,14 оберненого фемтобарна.
Зібрану інформацію автори інтерпретували в контексті — поширеного й простого варіанта мінімальної суперсиметричної стандартної моделі. На жаль, ознак народження суперсиметричних частинок фізики не знайшли, що свідчить або про недосконалість досліду, або про хибність теорії. Якщо остання правильна, глюїно та скварки мають бути досить важкими, щоб ховатися від експериментаторів (уточнена співробітниками CMS мінімально можлива маса скварка, наприклад, зросла вже до 1,1 ТеВ). Якщо ж обмежена МССМ зрештою виявиться неправильною, ученим доведеться розглядати складніші варіанти суперсиметрії, які передбачають інші результати протон-протонних зіткнень.
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):