Дразнящие данные с Большого адронного коллайдера не на шутку взволновали ученых

В конце прошлого года два разных инструмента на массивном субатомном ускорителе частиц, который нам известен как Большой адронный коллайдер (БАК), кое-что увидели. Никто не знает, чем был обусловлен всплеск данных — он взялся из пар фотонов, которые сталкивались в детекторах в одно время с одной энергией.

Изучая подобные столкновения в обратном направлении, физики выясняют подробности смерти и распада частиц покрупнее. Обычно. Но в тот раз все было не так просто. Новый «ди-фотонный избыток» — непредсказуемый и неожиданный — может указывать на частицу в четыре раза тяжелее самой тяжелой из известных частиц, топ-кварка, и в шесть раз тяжелее знаменитого бозона Хиггса. Она может указывать на существование тяжелого родственника Хиггса или же на гравитон — пока теоретическую частицу, которая передает гравитацию. Или это может быть что-то совершенно новое, предвестник новой физики.

Ну, или ничего — статистическая погрешность, фантом, порожденный машиной. Следующий запуск БАК в апреле должен обеспечить ответ. Но физики частиц — нетерпеливый народец. В ожидании новых данных, они усердно работают, выкладывая сотни работ на сайт arXiv.org в попытке объяснить пока статистически незначительные данные. Новая частица? Что бы это значило? Какой она должна быть?

Конечно, физики могут просто ждать у моря погоды и не париться. Но они не хотят.

Шок нового

«В этом весь дух теоретической физики, — говорит Жан Жудис, физик-теоретик CERN и автор одной из работ, вызвавших наибольшую шумиху. — Вы берете данные, которые в вашем распоряжении, а затем начинаете думать, подходят ли они под ваше представление о Вселенной».Затем вы начинаете думать, как проверить эти идеи. Получаете больше данных. Смотрите, как они соответствуют изначальным идеям и, возможно, меняете их. «Все дальше и дальше, — говорит Жудис, — пока не получаете достоверную историю о нашей Вселенной».

Тем не менее физики не прыгают на каждую аномалию, как такса на хомячка. Странные провалы и всплески в данных появляются постоянно, и все же физики не бросаются всякий раз писать работы, говорит Мишель Реди, физик-теоретик из Национального института ядерной физики во Флоренции и один из соавторов Жудиса. «Но этот случай пахнет другим», говорит он.

Во-первых, всплески показали себя в данных с двух разных инструментов. Это уже само по себе указывает на достоверность события, что это не артефакт в некотором роде. Но что более важно, и это во-вторых, если эти результаты реальны, они могут перевернуть или как минимум расширить Стандартную модель, теоретическая основа которой была разработана в 1970-х годах и которая объясняет взаимодействие частиц. «Стандартная модель элементарных частиц была весьма успешна в описании взаимодействий всех частиц, которые мы напрямую наблюдаем в природе, — говорит Роб Макферсон, представитель инструмента ATLAS, одного из двух детекторов, которые уловили сигнал. — Но на некоторые вопросы ответы она не дает».

Стандартная модель хороша, и пока что экспериментальная физики подтвердила ее вдоль и поперек. Но она объясня