Автор теории струн сомневается в открытии «новой физики» на БАК

Гипотетический сверхтяжелый бозон, чьи следы не так давно были найдены на Большом адронном коллайдере, может являться не первым представителем "новой физики", а комбинацией из шести верхних кварков и шести антикварков, пишут физики в статье, которая размещена в электронной библиотеке Arxiv.org

В декабре прошлого года в соцсетях и в микроблогах начали распространяться слухи о том, что БАК удалось заметить следы "новой физики" в форме сверхтяжелого бозона, чей распад порождает пары фотонов с общей энергией в 750 гигаэлектронвольт. Для сравнения, масса бозона Хиггса составляет 126 ГэВ, а топ-кварк, самая тяжелая элементарная частица, весит 173 ГэВ, что в четыре раза меньше, чем масса частицы, породившей фотоны.

Об открытии "новой физики" исследователи ЦЕРН могли заявлять в марте, в ходе ежегодной конференции по последним результатам работы БАК. Но они решили так не делать, как рассказывают источники в научной среде, из-за того, что уровень достоверности открытия – ключевой для физики частиц параметр – не дотягивал до уровня в 5 сигма.

Колин Фроггатт (Colin Frogatt) из университета Глазго (Шотландия) и его коллега Хольгер Нильсен (Holger Nielsen), один из основоположников теории струн из Института Нильса Бора (Дания), заявляют, что для существования схожих частиц придумывать "новую физику" не обязательно – вполне может быть, что данный всплеск был порожден специфичной системой из дюжины обычных кварков.

Как поясняют физики, при конкретных обстоятельствах две и более элементарных частицы могут образовывать специфичные "связанные состояния", в которых свобода их движения ограничивается их взаимодействием друг с другом и в которых они не могут покинуть систему без приложения энергии из внешнего источника. Простейшим примером такой системы является обычный атом водорода – он состоит из двух частиц, электрона и протона, которые связаны друг с другом и не способных разорвать эту связь без "помощи" со стороны окислителей или фотонов.

По подсчетам Фроггатта и Нильсена, схожее состояние, притом чрезвычайно стабильное, может возникать в системе из шести "обычных" верхних кварков и шести их антиподов – верхних анти-кварков. Как утверждают исследователи, обмен бозонами Хиггса и глюонами между этими частицами будет порождать силы, которые делают подобную квазимолекулу слишком стабильной.

В сумме, масса этих частиц составляет примерно 2000 ГэВ, что означает, что примерно 1350 ГэВ приходится на энергию связей между частицами. Как считает Любош Мотль (Lubos Motl), знаменитый чешский физик-теоретик, который работал в Гарварде, столь высокую энергию связей будет пояснить довольно трудно, однако это в принципе выполнимо.

Иная проблема у решения Фроггатта и Нильсена заключается в том, что распад схожего "коллектива" на пару фотонов является одним из самых редких вариантов аннигиляции этой частицы. Другими словами, БАК первоначально мог "увидеть" иные варианты распада S-частицы, а не пары фотонов с энергией в 750 ГэВ.

"Трудно поверить, как столь сложная конструкция вообще проходит через процесс аннигиляции – все 12 частиц в ней должны пропасть в конечном итоге мгновенно. Такое может происходить лишь в исключительных ситуациях. В любом случае, простота этой модели слишком привлекательна, особенно при условии, что мы не найдем следов на самом деле новой физики", — прокомментировал исследование Мотль.