03.10.2018 | Наука

Обнаружена опровергающая законы физики аномалия

Американские ученые сообщили о наблюдении аномалии, которая не укладывается в рамки Стандартной модели, описывающей свойства всех известных частиц.

Фото: Drummermean

В рамках эксперимента ANITA был зарегистрирован сигнал, который может указывать на существование суперсимметричной частицы, называемой стау-слептоном. Об этом сообщается в препринте на arXiv.

Эксперимент ANITA (англ. Antarctic Impulsive Transient Antenna) представляет собой радиоантенну, установленную на стратостате на высоте более 30 километров. Она предназначена для регистрации импульсов, образующихся при взаимодействии высокоэнергетических космических лучей с атмосферой Земли и отраженных от ледникового покрова Антарктиды.

Детекторы ANITA зарегистрировали два аномальных события, соответствующие не отраженным радиоволнам. Сигналы указывают на существование частиц энергией 0,6 эксаэлектронвольта (10 в 18-ой степени электронвольт), которые должны были попасть в атмосферу с другой стороны планеты, пройдя более 5700 километров через толщу пород. Это не может сделать ни одна частица, предсказанная Стандартной моделью.

По мнению ученых, событие может быть связано со стау-слептоном — долгоживущей частицей, предсказанной в рамках пока не подтвержденной экспериментально суперсимметрии. Согласно этой гипотетической симметрии, каждой известной элементарной частице соответствует суперпартнер. Стау-слептон (партнер тау-лептона) мог образоваться при взаимодействии нейтрино с частицами атомных ядер и пройти через Землю с минимальной потерей энергии. После этого он распался на тау-лептон и невидимые легчайшие суперсимметричные частицы, которые являются кандидатами на темную материю.

Исследователи ожидают, что регистрация события будет подтверждена другими научными инструментами, в том числе нейтринной обсерваторией IceCube, которая фиксирует высокоэнергетические нейтрино, проходящие через Землю со стороны северного полушария. Уже были обнаружены несколько нейтрино, чья энергия была бы достаточной для возникновения аналогичных аномалий. Физики надеются, что дальнейший сбор данных с помощью нейтринных обсерваторий, стратостатов и других инструментов позволит найти новые аномалии, а ускорители смогут подтвердить существование физики за пределами Стандартной модели.

Стандартная модель не может объяснить ряд физических явлений (например, происхождение массы, нейтринные осцилляции и происхождение темной массы), которые описываются теоретическими разработками, относящимися к Новой физике. Некоторые новые теории, включая суперсимметрию, в настоящий момент проверяются экспериментально. Отсутствие результатов по подтверждению суперсимметрии привело к тому, что от этой модели отказываются все больше ученых.

ЛентаРу