William Barter, Mark Smith, The Conversation tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Böyük Hadron Kollayderində LHCb təcrübəsi. Kredit: CERN

Cenevrədə, Cerndəki Böyük Hadron Toqquşdurucusunda (BHK) apardığımız son tədqiqatların nəticələri, kəşf edilməmiş fizika əlamətlərinə yaxınlaşdığımızı göstərir.

Əgər təsdiqlənərsə, bu işarələr 50 ildir hissəciklər fizikasına hakim olan Standart Model adlanan nəzəriyyəni alt-üst edəcək. Tapıntılar, müəyyən subatom hissəciklərinin LHC- də davranışının Standart Modellə uyğun gəlmədiyini göstərir.

Fundamental hissəciklər maddənin ən əsas quruluş bloklarıdır – daha kiçik vahidlərə bölünə bilməyən subatom hissəcikləri. Bu hissəciklərin qarşılıqlı təsirini dörd fundamental qüvvə – cazibə qüvvəsi, elektromaqnetizm, zəif qüvvə və güclü qüvvə – idarə edir.

LHC, Fransa-İsveçrə sərhədi altında 27 km uzunluğunda dairəvi tuneldə inşa edilmiş nəhəng hissəcik sürətləndiricisidir. Onun əsas məqsədi Standart Modeldə çatlar tapmaqdır .

Bu nəzəriyyə fundamental hissəciklər və qüvvələr haqqında ən yaxşı anlayışımızdır, lakin bilirik ki, bu, bütün hekayəni əhatə edə bilməz. O, cazibə qüvvəsini və ya qaranlıq maddəni – kainatın təxminən 25%-ni təşkil edən görünməz, lakin hələlik ölçülməmiş maddə növünü izah etmir.

LHC-də, kəşf edilməmiş fizikanın ipuclarını aşkar etmək üçün əks istiqamətlərdə hərəkət edən proton hissəciklərinin şüaları toqquşur. Yeni nəticələr , bu toqquşmaların təhlil edildiyi Böyük Hadron Toqquşmasında aparılan bir təcrübə olan LHCb- dən gəlir.

Nəticə, B mezonları adlanan subatom hissəciklərinin parçalanmasının — bir növ transformasiyasının — öyrənilməsindən irəli gəlir. Biz bu B mezonlarının digər hissəciklərə necə parçalandığını araşdırdıq və bunun baş verməsinin xüsusi yolunun Standart Modelin proqnozları ilə uyğun gəlmədiyini aşkar etdik.

Zərif bir nəzəriyyə

Standart Model, 20-ci əsrin fizika sahəsindəki ən transformativ iki irəliləyişinə; kvant mexanikası və Eynşteynin xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinə əsaslanır.

Fiziklər nəzəriyyəni ciddi şəkildə sınaqdan keçirmək üçün LHC kimi müəssisələrdə aparılan ölçmələri Standart Modelə əsaslanan proqnozlarla müqayisə edə bilərlər.

Standart Modelin natamam olduğunu bilsək də, 50 ildən çox davam edən getdikcə daha ciddi sınaqlara baxmayaraq, hissəcik fizikləri hələ də nəzəriyyədə bir çatlaq tapa bilməyiblər. Bu, potensial olaraq indiyə qədər belədir.

Fiziki İcmal Məktublarında dərc olunmaq üçün qəbul edilmiş ölçməmiz , Standart Modelin gözləntilərindən dörd standart sapma gərginliyi göstərir.

Real həyatda bu o deməkdir ki, təcrübi nəticələrdən və nəzəriyyə proqnozlarından əldə edilən qeyri-müəyyənlikləri nəzərə aldıqdan sonra, Standart Model düzgün olarsa, məlumatlarda bu ifrat təsadüfi dalğalanmanın baş vermə ehtimalı 16.000-də yalnız birdir.

Bu, elmin qızıl standartına — beş siqma və ya beş standart sapma (təxminən 1,7 milyonda bir şans) — uyğun gəlməsə də, dəlillər artmağa başlayır. Bu inandırıcı hekayəyə 2025-ci ilin əvvəllərində dərc edilmiş müstəqil LHC təcrübəsinin, CMS-in nəticələri də əlavə olunur.

CMS nəticələri LHCb-dən alınan nəticələr qədər dəqiq olmasa da, onlar yaxşı uzlaşır və bu da iddianı gücləndirir. Yeni nəticələrimiz elektrozəif pinqvin çürüməsi kimi tanınan müəyyən bir prosesin tədqiqatında tapılıb .

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Nadir hadisələr

“Pinqvin” termini qısaömürlü hissəciklərin spesifik bir parçalanma (transformasiya) növünə aiddir. Bu halda, B mezonunun dörd digər subatom hissəciyinə – kaon, pion və iki muona necə parçalandığını öyrənirik.

Bir az təxəyyüllə, iştirak edən hissəciklərin düzülüşünü pinqvin kimi təsəvvür etmək olar. Ən əsası, bu parçalanmanın ölçülməsi bizə bir növ fundamental hissəciyin, gözəllik kvarkının, digərinə, qəribə kvarka necə çevrilə biləcəyini öyrənməyə imkan verir.

Bu pinqvin çürüməsi Standart Modeldə inanılmaz dərəcədə nadirdir: hər milyon B mezon üçün yalnız biri bu şəkildə çürüyəcək. Bu hissəciklərin çürümə zamanı əmələ gəldiyi bucaqları və enerjiləri diqqətlə təhlil etdik və prosesin nə qədər tez-tez baş verdiyini dəqiq müəyyən etdik. Bu kəmiyyətlərin ölçülməsinin Standart Model proqnozları ilə uyğun gəlmədiyini aşkar etdik.

Bu kimi parçalanmaların dəqiq tədqiqi LHCb təcrübəsinin əsas məqsədlərindən biridir və 1994-cü ildə yarandığı gündən bəri davam edir. Pinqvin prosesləri birbaşa LHC-də yaradıla bilməyən potensial olaraq çox ağır yeni hissəciklərin təsirlərinə qarşı unikal dərəcədə həssasdır.

Bu cür hissəciklər, kiçik Standart Model töhfəsi üzərindən bu parçalanmalara ölçülə bilən təsir göstərə bilər. Bu cür dolayı müşahidə yeni deyil. Məsələn, radioaktivlik, ona cavabdeh olan fundamental hissəciklərin (W bozonlarının) birbaşa görülməsindən 80 il əvvəl kəşf edilmişdir.

Gələcək istiqamətlər

Nadir proseslər üzərində apardığımız tədqiqatlar təbiətin yalnız 2070-ci illər üçün planlaşdırılan hissəcik toqquşdurucuları vasitəsilə əldə edilə biləcək hissələrini araşdırmağa imkan verir. Tapıntılarımızı izah edə biləcək geniş potensial yeni nəzəriyyələr mövcuddur. Bir çoxunda iki fərqli maddə növünü – “leptonlar” və “kvarklar”ı birləşdirən “leptokarklar” adlanan yeni hissəciklər var.

Digər potensial nəzəriyyələr Standart Modeldə artıq tapılan hissəciklərin daha ağır analoqları olan hissəcikləri ehtiva edir. Yeni nəticələr bu modellərin formasını məhdudlaşdırır və gələcəkdə onlar üçün axtarışları istiqamətləndirəcək.

Həyəcanımıza baxmayaraq, Standart Modeldən kənarda fizikanın müşahidə olunduğunu qəti şəkildə iddia etməyimizə mane olan açıq nəzəri suallar qalmaqdadır. Ən ciddi sual, Standart Modeldə mövcud olan və töhfələrini proqnozlaşdırmaq olduqca çətin olan bir sıra proseslər olan sözdə “cazibədar pinqvinlər”dən qaynaqlanır. Bu cazibədar pinqvinlərin son qiymətləndirmələri onların təsirlərinin məlumatlarımızı izah etmək üçün kifayət qədər böyük olmadığını göstərir.

Bundan əlavə, nəzəriyyə modeli və LHCb-dən əldə edilən təcrübi məlumatların kombinasiyası cazibədar pinqvinlərin (və buna görə də Standart Modelin) anomal nəticələri izah etməkdə çətinlik çəkdiyini göstərir.

Artıq toplanmış yeni məlumatlar bizə qarşıdakı illərdə vəziyyəti təsdiqləməyə imkan verəcək: hazırkı işimizdə bu pinqvin çürümələrini tapmaq üçün 2011-2018-ci illər arasında qeydə alınmış təxminən 650 milyard B mezon çürüməsini araşdırdıq. O vaxtdan bəri LHCb təcrübəsi üç dəfə çox B mezonu qeydə alıb.

2030-cu illər üçün LHC-yə gələcək yeniləmələrdən istifadə etmək və yenidən 15 dəfə böyük məlumat dəsti toplamaq üçün əlavə irəliləyişlər planlaşdırılır . Bu son addım, kainatın ən elementar səviyyədə necə işlədiyinə dair yeni bir anlayışın açılmasına potensial olaraq qəti iddiaların irəli sürülməsinə imkan verəcək.

Nəşr detalları

^B0 -> K ^*0 μ ⁺ μ ^– parçalanmasının hərtərəfli təhlili , Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/24g9-yn9d . ArXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2512.18053