Коллайдер опроверг основу мироздания?
Результаты исследований ученых, работающих на Большом Адронном коллайдере, изложенные на конференции в Мумбаи, заставили усомниться в справедливости одной из центральных моделей современной физики — теории суперсимметрии. Поскольку фактов, подтверждающих ее положения, обнаружено не было. Может быть, настало время разработать альтернативную теорию?
Честно говоря, создается впечатление, что пока Большой Адронный коллайдер только разочаровывает физиков-теоретиков. Потому что полученные с помощью него данные не подтверждают фундаментальные теории, а скорее, наоборот. Так, после опубликования новых результатов экспериментов зашаталась одна из них — теория суперсимметрии, которая долгое время считалась основой современной физики.
Напомню, что данная теория была сформулирована в 1973 году австрийским физиком Юлиусом Вессом и его итальянским коллегой Бруно Зумино. А математический аппарат данной теории был предложен еще раньше, в конце 1960-х годов, отечественными физиками Ю. А. Гольфандом и Е. П. Лихтманом. Данная концепция должна была попробовать сформулировать принципы взаимодействия двух групп элементарных частиц — бозонов и фермионов — и тем самым решить проблему, поставленную еще Эйнштейном. Он так и не смог разобраться, каким именно образом два состояния материи — вещество и поле — взаимодействуют друг с другом на микроуровне.
Как мы помним, фермионами (к ним относят электроны, кварки, нейтрино, мюоны и т. п.) называют частицы, из которых складывается вещество. А вот бозоны (в их число входит известный всем фотон, а также "не пойманный" до сих пор бозон Хиггса и таинственный гравитон) — это частицы, которые отвечают за взаимодействия фермионов друг с другом. То есть именно эти частицы и формируют поля. Это все понятно, но вот то, каким образом фермионы и бозоны взаимодействуют друг с другом и, следовательно, друг в друга превращаются, до сих пор было неизвестно.
Весс и Зумино предложили весьма красивую модель данного процесса. Они предположили, что у каждого типа частиц, как бозонов, так и фермионов, имеются двойники, которые во всем на них похожи, однако являются более тяжелыми по массе (в случае если частица не обладает массой, как, например, фотон, то его двойник ее имеет). Однако эти двойники обладают свойствами частиц из другой группы — так, например, двойники фермионов имеют свойства бозонов и наоборот.
В таком случае становится понятно, каким образом те же фермионы могут при распаде испускать бозоны: сначала фермион превращается в своего двойника, а тот уже, в свою очередь, распадается на бозоны (именно таким образом электрон, например, в ряде случаев испускает фотон). То есть процесс превращения вещества в поле и наоборот становился достаточно простым и ясным.
Кроме того, данная теория позволяла ответить на вопрос, почему наша Вселенная имеет значительно большую массу, нежели ее дает сложение всех наблюдаемых в ней космических объектов — этот "недостаток" как раз объяснялся наличием двойников, чья масса учеными не учитывалась. Дело оставалось за малым — найти экспериментальное подтверждение данной модели, то есть обнаружить этих загадочных двойников.
Нельзя сказать, что физики этим не занимались — специалисты, работающие на "Тэватроне", например, постоянно публиковали данные о том, что очередные нарушения нормального распада частиц, по их мнению, свидетельствуют о присутствии их двойников. Правда, потом эти данные также регулярно не подтверждались. И вот, наконец, к охоте за таинственными двойниками подключились сотрудники, работающие на детекторах LHC, или как, они себя называют, "кавалеры красотки LHC".
Итак, в последние месяцы ученые проводили на БАК опыты с В-мезоном. В ходе них установлено, что распад В-мезона происходит не столь часто, как если бы существовал его симметричный партнер, наличие которого предполагает теория. То есть, получается, что и "кавалерам красотки LHC", судя по всему, не удалось подтвердить реальность существования этих загадочных двойников.
"Мы провели на БАК серию экспериментов с элементарными частицами, в ходе которых проверили опытным путем фундаментальные выводы теории суперсимметрии и верность описания ею физического мира. Однако необходимых подтверждений мы не получили", — подвела итог данных исследований профессор Тара Шиарс на международной физической конференции, которая недавно прошла в индийском городе Мумбаи.
После данного отчета ряд молодых физиков-теоретиков сразу же заявили, что теорию суперсимметрии следует: "выбросить на помойку". Они считают, что после такого блестящего исследования, опровергшего данную модель, следует разработать другую теорию, пусть менее красивую, зато более реалистичную. И вовсе не зачем тратить время на то, чтобы искать лишние подтверждения тому, что в итоге оказалось ошибочным.
Однако большинство ученых считает, что нужно проявить некоторую осторожность и не бросаться сразу же переписывать все учебники. Так, один из участников команды LHC профессор Джордан Нэш из Имперского Лондонского колледжа, комментируя результаты исследований, заявил: "Это означает, что-либо мы не полностью понимаем происходящее, либо суперчастицы немножко другие, чем мы о них думаем, либо их нет вообще". С ним согласна и доктор Ширас, которая все-таки отказалась полностью отвергнуть теорию cуперсимметрии и заметила, что не нашли подтверждения выводы ее упрощенной версии, а не более сложного варианта. То есть данную теорию не следует пока-что сдавать в архив — просто нужно пересмотреть ее некоторые положения.
Так что, судя по всему, эксперименты на БАК относительно подтверждения или окончательного опровержения теории суперсимметрии все же продолжатся. Однако и теоретикам не следует "скучать" — самое время начать разработку альтернативной теории…
Антон Евсеев
Он ну очень удобный, такой домашний и родной 
и атмосфера на лиру очень дружелюбная.
