Физики заявили о еще одном отклонении от Стандартной модели

По результатам трех коллайдерных экспериментов ученые утверждают об отклонении от Стандартной модели с вероятностью 99,95%. Такая аномалия связана с небольшой разницей в свойствах лептонов различных поколений, то есть нарушает лептонную универсальность. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature.

Стандартная модель физики элементарных частиц — очень хорошо себя зарекомендовавшая теория, ставшая синтезом многих идей о строении материи, появившихся в XX веке. Несмотря на грандиозный успех — все предсказанные Стандартной моделью частицы были обнаружены — физики давно понимали, что она не является окончательной, так как не описывает некоторые явления, например массы и осцилляции нейтрино. Поиск таких отклонений является одной из основных тем в современной экспериментальной физике высоких энергий. Одними из описываемых этой теорией частиц являются лептоны (электрон, мюон и тау-лептон), которые отличаются массой и временем жизни, но по свойствам взаимодействий должны быть совершенно одинаковыми.

В новой работе проанализированы данные трех экспериментов: американского BaBaR, японского Belle и европейского LHCb. Ученых интересовали каналы распада B-мезонов и их относительные частоты. Оказалось, что распад, в результате которого появляется тау-лептон, по отношению к тем, что заканчиваются появлением электрона или мюона, случается чаще, чем предсказывает Стандартная модель. «Тау-лептон очень важен, так как процессы с участием электронов и мюонов уже были точно измерены, — объясняет автор работы Франко Севилла из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. — Тау-частицы намного тяжелее изучать, так как они сами быстро распадаются».

В физике частиц принято заявлять об открытии эффекта, если его значимость достигла пяти стандартных отклонений, что соответствует вероятности ложного эффекта примерно один из двух миллионов. В описанном в работе феномене статистическая значимость пока находится на уровне четырех стандартных отклонений, однако тот факт, что это явление ученые обнаружили в данных всех трех экспериментов, подкрепляет надежду авторов, что большая статистика позволит убедительно заявить об открытии.