|
Анализ данных эксперимента Run I на установке
Задача физики элементарных частиц — найти элементарные составляющие материи и исследовать взаимодействия между ними. Чтобы «увидеть» как можно более мелкие детали устройства частиц, физики сталкивают частицы максимальной энергии (чем больше энергия, тем меньше длина волны, отвечающая этой частице). Кроме того, чем больше энергия частиц, тем более массивные и/или энергичные объекты могут возникнуть в результате взаимодействия. На сегодняшний день наибольшей энергией обладают протон-антипротонные пучки на ускорителе Тэватрон в Лаборатории Ферми.
Результаты эксперимента должны объясняться в рамках теоретической модели, в которой приведена и обоснована классификация частиц, а также дано логичное описание взаимодействий между ними. Все полученные на сегодняшний день экспериментальные данные хорошо согласуются со
Существует также множество моделей «за пределами» СМ — так называемая Новая физика (НФ), — предлагающих другие способы описания физики элементарных частиц. Как правило, в рамках этих моделей предполагается наличие дополнительных частиц или измерений. Такие теории необходимо подтвердить экспериментом — например, обнаружив новые частицы или иные эффекты, не укладывающиеся в рамки СМ. Поэтому всякое значимое отклонение от СМ вызывает интерес и требует внимательного изучения.
Так, на установке CDF на ускорителе Тэватрон в Лаборатории Ферми (США) на первой стадии эксперимента, Run I, было обнаружено событие, крайне редкое в рамках СМ (см. публикации в
Что если это одиночное «суперсобытие» — не просто редкий подарок СМ, а свидетельство чего-то нового? Что если другие такие события избежали обнаружения? Можно ли обнаружить частично восстановленные события такого рода? Например, что делать, если один из продуктов распада (электрон или фотон) пролетел «мимо» детектора? В таких случаях будут обнаружены так называемые «родственные» события.
И вот в одном из исследований Run I были проанализированы родственные события, содержащие как минимум один лептон (электрон или мюон) и фотон высоких энергий (см. публикации в
Таким образом, неизвестная природа обнаруженного в Run I «суперсобытия» стала мотивацией для технически сложной стратегии «поиска по виду события». При использовании этой стратегии не делается привязки к какой-то определенной модели НФ. Вместо этого проводится аккуратное сравнение экспериментальных данных с предсказаниями СМ для разных видов событий. С помощью этой стратегии не было обнаружено других «суперсобытий», но было отмечено расхождение эксперимента и предсказаний СМ на уровне 2,7 стандартных отклонений (что соответствует вероятности в 0,7%) для одной из изученных категорий событий. Это события с лептоном («л»), фотоном («ф») и недостающей поперечной энергии (НПЭ), то есть «л+ф+НПЭ».
Результат для событий вида «л+ф+НПЭ» и одиночное событие «2э+2ф+НПЭ» вызвали огромный интерес и привели к активной разработке моделей НФ. Набор данных на стадии Run I закончился в 1996 году. Еще несколько лет понадобилось для подробного анализа набранной статистики. Как теоретики, так и экспериментаторы с нетерпением ожидали новой стадии эксперимента в Лаборатории Ферми.
Новая стадия эксперимента, Run II, была запущена в 2001 году. Для изучения еще меньших расстояний была увеличена энергия столкновений. В дополнение, для более детальных измерений была улучшена экспериментальная установка CDF. На сегодняшний день для исследования получено на порядок больше данных, чем в Run I. Настало время снова взглянуть на события с лептонами и фотонами высокой энергии. Для поиска таких событий применены те же критерии отбора, что и раньше — чтобы сделать проверку обнаруженного ранее расхождения, а также чтобы провести поиск других «суперсобытий».
|
В результате тщательного анализа обнаружено 163 события вида «л+ф+НПЭ» (то есть содержащих лептон, фотон и недостающую поперечную энергию), что согласуется с ожиданием 150,6 ± 13,0 событий в рамках СМ (см., например, статью для публикации в
Тем не менее при изучении разных подкатегорий таких событий были обнаружены 3 события вида «2л+ф+НПЭ» (то есть с двумя лептонами, фотоном и недостающей поперечной энергией) — при ожидании 0,6 ± 0,1 события (что соответствует вероятности 2,4%). Как это часто происходит, при ответе на один вопрос возникает другой.
Дописана еще одна глава этой саги, но много других еще предстоит написать, по мере того как набираются данные в Run II. К 2009 году ожидается в несколько раз больше данных, а пока Стандартная модель остается в силе. Только новые исследования и/или новые данные смогут ответить на вопрос о структуре окружающего нас мира.
Подробно ознакомиться с этой работой можно на
По информации издания
Андрей Логинов, ИТЭФ и Йельский университет
Анонсы новостей ![]() |
Проблемы восприятия программной реализации искусственного разума Анонсирование Beast: Проблемы восприятия программной реализации искусственного разума. 06-02-2023г. |
О программной реализации живого существа Анонс отчета: О программной реализации живого существа. 01-01-2023г. |
Жизнь - Самоощущение - Разум Терминологические определения понятий Жизнь, Самоощущение и Разум на основе выявленных механизмов реализации этих явлений в прототипе системы индивидуальной адаптивности: Жизнь - Самоощущение - Разум. 06-12-2022г. |
Эссе «Одушевление» Литературная демонстрация общей структуры самоощущения для всех живых существ, обладающих механизмами субъективных абстракций: Эссе «Одушевление». 20-03-2022г. |
Суть самоощущения Просто и ясно показывается сущность явления самоощущения: Суть самоощущения. 23-02-2022г. |
Комментарии к статье К.В.Анохина: «Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания» Комментарии к статье К.В.Анохина: «Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания». 10-02-2022г. |
Комментарии к книге Дэвид Иглмен Мозг: «Ваша личная история» Комментарии к книге Дэвид Иглмен Мозг: «Ваша личная история». 02-02-2022г. |
Реализация моделей живых существ Итоги программной реализации систем индивидуальной адаптивности на основе жизненный параметров: Реализация моделей живых существ. 11-12-2021г. |
Анонс религии «Наука» Анонс религии «Наука»: Вера в науку. 31-10-2021г. |
Критические периоды развития у человека и вундеркинды Делаются определённые обобщения, коррелирующие с моделью представлений об организации механизмов психики МВАП: Критические периоды развития у человека и вундеркинды. 13-12-2020г. |
|