სტანდარტული მოდელი გამოცდას უძლებს

 ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენა ტრიუმფი იყო სტანდარტული მოდელისთვის, რომელიც წინასწარმეტყველებდა, როგორ ჩნდება ეს ნაწილაკი, როგორ იქცევა და იშლება.

 სასიხარულო ფაქტია, თუმცა ბოლომდე არა, რადგან სტანდარტული მოდელი არ არის სრულყოფილი. მასში არ არის ისეთი ნაწილაკები, რომლებითაც ბნელი მატერიის არსებობას ავხსნიდით, ასევე მატერიისა და ანტიმატერიის ასიმეტრიულ რაოდენობრივ განაწილებას სამყაროში, მექანიმზს, რომელიც მასას შესძენდა ნეიტრინოს.

 ახალი ნაწილაკის აღმოჩენა, რომელიც სტანდარტული მოდელით არ ყოფილა ნაწინასწარმეტყველები, აშკარა ნიშანი იქნებოდა იმისა, რომ ჩვენ მის საზღვრებს გარეთ გასვლა შეგვიძლია. ამავე დროს, ახალი ნაწილაკის აღმოჩენა იმისათვის არ არის საჭირო, რომ სტანდარტული მოდელი დაიმსხვრეს. მდგომარეობის განმუხტვა, იშვიათი დაშლების ძებნით შეიძლება.

 სწორედ ასეთი იშვიათი დაშლა გამოავლინა დიდი ადრონული კოლაიდერის ორ დიდ დეტექტორზე მომუშავე მეცნიერთა ჯგუფმა. სამწუხაროდ, თუ სასიხარულოდ, ეს დაშლაც სტანდარტული მოდელის ჩარჩოებში ჯდება.

 ამ დაშლაში მონაწილეობენ ნეიტრალური B-მეზონების სახელით ცნობილი ნაწილაკები. B-მეზონი არის ნაწილაკი, რომელიც მძიმე b-ანტიკვარკს შეიცავს, ის თითქმის ოთხჯერ მძიმეა პროტონზე. ნეიტრალურ B-მეზონებში, b-ანტიკვარკის მეწყვილედ უცნაური კვარკი გვევლინება. ისინი, თავისებურ ეკზოტიკურ ვერსიას ჰგავნან ნეიტრონისა, რომელიც მძიმე კვარკებით არის აწყობილი.

 ამ ნაწილაკებს სრულიად განსხვავბეული გზებით შეუძიათ დაშლა, რომელთა შორის ყველაზე უფრო გავრცელებულ ვარიანტში ერთეული მიუინისა(ელექტრონის მძიმე ბიძაშვილი) და ნეიტრინოს გაჩენით(კვარსკსა და ანტიკვარკს ამ ნაწილაკებშ ანიჰილირება არ შეუძლიათ, რდგან b-ანტიკვარკი მხოლოდ b-კვარკთან ანიჰილირებს). არსებობს დაშლის კიდევ ერთი იშვიათი გზაც, რომელშიც ყველაზე უფრო მძიმე ნაწილაკი, ტოპ-კვარკი მონაწილეობს, რასაც მიუონისა და ანტიმიუონის გაჩენამდე მივყავართ. სტანდარტული მოდელის მიხედვით, ეს არის დაშლის ყველაზე უფრო იშვიათი გზები. პირველის შემთხვევაში, ყოველ მილიარდ დაშლაზე მხოლოდ ერთი უნდა დაფიქსირდეს, მეორეს შემთხვევაში კი, 10 მილიარდ დაშლაზე ერთი.

 რაიმე ამდაგვარის აღმოჩენა საკმაოდ ძნელი საქმეა. უამრავ B-მეზონზე უნდა მოხდეს თვალყურის დევნება, უამრავი შემთხვევითი მოვლენის გამორიცხვით, რომელიც ნაწილაკთა იგივე კომბინაციებს აჩენს – მიუნი/ანტიმიუონი. კარგია, რომ დიდ ადრონულ კოლაიდერს გააჩნია ისეთი დეტექორი, როგორიცაა – LHCb, რომელიც სწორედ B-მეზონების შესწავლაზეა ორიენტირებული. მონაცემების გაერთიანებით, მეორე დეტექტორიდან – CMS(კომპაქტური მაგნიტური სოლენოიდი), მიღებულ მონაცემებთან, 100 და მეტი საჭირო დაშლა იქნა გამოვლენილი.

 ითვლებოდა, რომ B-მეზონების სიცოცხლის ხანგრძლივობა საკმარისია იმისათვის, რომ რამდენიმე სანტიმეტრით გადაადგილება მოასწრონ პროტონების შეჯახების ადგილიდან; ორ მიუონს, ასეთი დაშლიდან, დეტექტორის გარე კედლებამდე მიღწევა უნდა შეეძლოთ. მენციერებმა, ორივე დეტექტორებიდან, B-მეზონთა დაშლის უამრავი ცრუ სიგნალის მოდელირება მოახდინეს და მათი გარჩევა საჭირო სიგნალისაგან პროგრამულ უზრუნველყოფას „შეასწავლეს“. აღმოჩენათა დონე ოდნავ მეტი იყო სტანდარტული მოდელის მიერ ნავარაუდევზე, მაგრამ ამ დაშლათა არასაკმარისი რაოდენობის გამო ძველებურად ისევ სტანდარტული მოდელის ჩარჩოებშია.

 სტანდარტული მოდელის მიღმა არსებული ფიზიკის ნიშნები ისევ არ ჩანს, თუმცა ვიცით, რომ ის უნდა არსებობდეს. ეს უკმაყოფილების შეგრძნებას აჩენს. უცნობ მძიმე ნაწილაკებს, ისეთებს, რომლებითაც ბნელი მატერიის ახსნა შეიძლებოდა მომხდარიყო, ტოპ-კვარკის მსგავსად მოიქცეოდნენ და დაშლის ასეთი გზის რაოდენობას გაზრდიდნენ. ნაკლები რაოდენობა კი იდეების შეზღუდვას მოახდენდა იმაზე, თუ რა დამატებით ფიზიკას შეიძლება ველოდეთ. ამის მაგივრად, მეცნიერებს უკვე არსებული თეორიული ნამუშევრების საფუძველზე მოუწევთ კვლევების გაგრძელება(ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი; ბნელი მატერია; კვარკი; დიდი ადრონული კოლაიდერის).

httpv://youtu.be/msNosEi4Ys4
ვირტუალური მოგზაურობა დიდ ადრონულ კოლაიდრში.