Стандартная модель физики Вселенной пошатнулась

Учёные НИИ Ядерной физики МГУ в составе крупнейшей международной группы ATLAS приняли участие в поисках распадов фундаментальных частиц Z-бозонов, нарушающих сохранение ароматов заряженных лептонов.

Полученные результаты превосходят лучшие пределы, установленные на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) более двух десятилетий назад. Понимание взаимодействий фундаментальных частиц вне Стандартной модели физики поможет лучше узнать, как появилась наша Вселенная.

Результаты исследования опубликованы 1 июля в журнале Nature Physics.

В Стандартной модели физики элементарных частиц лептоны являются бесструктурными частицами материи и подразделяются на три поколения (аромата). Лептоны разных ароматов обладают одинаковыми свойствами, за исключением их масс. В Стандартной модели предполагается, что количество лептонов каждого поколения сохраняется во взаимодействиях. Такое сохранение известно как сохранение лептонного аромата.

Однако наблюдение осцилляций ароматов нейтрино (нейтральных лептонов) продемонстрировало, что нейтрино имеют массу, а в слабых нейтринных взаимодействиях лептонный аромат не сохраняется. В то же время нет экспериментальных доказательств того, что нарушение лептонного аромата происходит также и во взаимодействиях между заряженными лептонами, и наблюдение такого явления было бы явным признаком существования новых частиц или нового типа взаимодействий, выходящих за рамки Стандартной модели.

ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) – крупнейший международный эксперимент по поиску частиц вне Стандартной модели физики элементарных частиц, которая описывает строение нашей Вселенной и взаимодействие тел в ней.

В рамках эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере с помощью трекового детектора переходного излучения (TRT), созданного при участии сотрудников НИИ Ядерной физики МГУ, учёные занимались поиском распадов Z-бозонов, нарушающих сохранение лептонных ароматов.



НИИЯФ МГУ участвует в работе эксперимента АТЛАС с момента его образования. Сотрудники НИИЯФ внесли большой вклад в построение и эксплуатацию трекового детектора переходного излучения (TRT). Данные этого детектора использовались для реконструкции треков электронов, мюонов и продуктов распадов тау-лептонов. Также данные TRT использовались для идентификации электронов.

В группу учёных, участвующих в эксперименте ATLAS от МГУ входят – заведующий лабораторией НИИЯФ МГУ Леонид Гладилин, старшие научные сотрудники НИИЯФ МГУ Виктор Крамаренко, Наталья Короткова, Сергей Сивоклоков, аспиранты физического факультета МГУ Олег Мешков, Виктор Синетский, и профессор физического факультета МГУ Лидия Смирнова.

Дмитрий Степнов