Потенциал «Зептоновселенной»: Новые горизонты в физике частиц
Крупнейшие физические открытия последних лет, сделанные на Большом адронном коллайдере (БАК), произвели значительное влияние на развитие физики частиц, однако многие ученые продолжают ожидать, что новые горизонты еще предстоит открыть. Особенно интересным в этом контексте является концепция «зептоновселенной», предложенная теоретиком Анджеем Бурасом из Технического университета Мюнхена. Этот термин описывает область, находящуюся на масштабах, достигающих 10^-21 метра, где могут скрываться в ожидаемом многообразии новых частиц.
Несмотря на то, что БАК смог исследовать мир частиц до 50 зептометров, многие теории указывают на то, что звезды этих наносоразмерных частиц могут находиться за пределами возможностей текущих технологий. Прогнозы Бураса предполагают, что на самом деле новые физические явления могут быть исследованы через наблюдения за редкими распадами мезонов К и B, даже без непосредственного использования новых коллайдеров.
Зачем нам зептоновселенная?
Согласно данным, опубликованным в журнале New Scientist, создание нового высокоэнергетического коллайдера, известного как Будущее Циркулярное Коллайдер (FCC), намечено на неопределенно далекий срок. Однако Бурас настаивает на том, что исследования в области физики разнообразия кварков и процессов с нарушением лептонной устойчивости способны раскрыть тайны зептоновселенной уже в ближайшие десять лет. В своем исследовании, которое было размещено на арXiv, он выделил семь подходящих объектов для дальнейшего изучения, названных «великолепной семеркой». Эти объекты представляют собой крайне редкие распады частиц, содержащих странные и нижние кварки.
Например, в 2023 году эксперименты Belle II в Японии зафиксировали распад B-мезона в каон (K-мезон) и две нейтрино. Несмотря на то что данный распад произошел во время эксперимента, конкретная информация о нейтрино осталась ограниченной из-за особенностей установок.
Одним из наиболее примечательных распадов, зарегистрированных недавно, стал распад положительно заряженного каона в пионы и пару материю-антиматерией, зафиксированный в эксперименте NA62 в CERN. Вероятность такого события оценивается ниже одного случая на 10 миллиардов. Из-за своей чувствительности к отклонениям от Стандартной модели, этот распад представляет собой первоочередную цель для поиска новой физики.
Научные перспективы
Анджей Бурас утверждает, что поиск новых частиц и взаимодействий за пределами Стандартной модели, безусловно, требует объяснений темной материи, больших диапазонов масс частиц и асимметрии между материей и антиматерией, что и привело к существованию нашего мира. Он отмечает, что «эксперименты на ЛЭК еще не дали никаких подсказок о том, какие именно новые частицы и взаимодействия могут существовать, поэтому важность косвенных поисков возрастает».
По мере того как ученые продолжают раскрывать тайны зептоновселенной и исследуют экстраординарные редкие распады, важно понимать, что эти наблюдения служат вековыми окнами в неизведанное. Физика частиц, по сути, находится на пороге новых открытий, и будущие исследования могут привести к прорывам в нашей интерпретации структуры и эволюции Вселенной.
