В очередь за Нобелями?

28.04.2021

Лаборатория имени Ферми может вписать себя в историю, открыв новую физику

Наука на пороге выдающегося открытия. Возможно, одного из самых "громких" в XXI веке. Оптимисты уже говорят, что будет дан старт новой физике, как это произошло в XX веке, когда "рядом" с физикой Ньютона была создана квантовая. Сейчас надежды связаны с сенсационными экспериментами, которые проводят ученые на ускорителе в научном центре под Чикаго. Их результаты дают шанс на революционный прорыв. Почему? Дело в том, что после открытия "божественного" бозона Хиггса была закрыта последняя страница знаменитой Стандартной модели, которая описывает все элементарные частицы. (Эта модель признана одним из самых важных достижений науки прошлого века.) А значит, физикам уже больше не на что надеяться, никаких прорывных открытий они в этой научной области не сделают, своих Нобелей не получат. Стандартная модель как глыба стоит на пути, не позволяя даже надеться на прорывы.

Но, как всегда бывает в науке, находятся "еретики", которые ищут варианты поколебать каноны. Скажем, периодически появляются сообщения, что проведен эксперимент, который поколебал Стандартную модель. Что полученные данные в нее не вписываются, а потому надо строить новую физику. Однако проходит время, сенсационные данные проверяются новыми экспериментами, и появляется опровержение. А "стандарт" по-прежнему остается незыблемым.

Но последний эксперимент в центре под Чикаго может кардинально изменить ситуацию. А один из руководителей исследования профессор Марк Ланкастер заявил: "Мы в восторге, что наши данные не согласуются со Стандартной моделью, это открывает будущее с новыми законами физики, новыми частицами и новыми, невиданными до сих пор силами".

Речь идет об открытии в природе новой силы или пятого фундаментального взаимодействия. Сегодня науке их известно четыре: электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное. Именно они определяют взаимодействие всех объектов и частиц во Вселенной.

Само существование всего четырех этих видов поражает, учитывая, что они отвечают за все фантастическое многообразие явлений в природе. Напомним, что многие великие ученые пытались создать единую "теорию всего", объединить четыре взаимодействия. А Альберт Эйнштейн посвятил этому большую часть своей жизни.

И вот сейчас появился шанс на прорыв - открытие пятого взаимодействия. В чем суть эксперимента? На ускорителе в лаборатории имени Ферми изучаются мюоны. Эти элементарные частицы похожи на электроны, только в 200 раз тяжелее. Они разгоняются по 14-метровому кольцу в коллайдере под воздействием мощного магнитного поля. Ученые измеряли у этих частиц аномальный магнитный момент. И тут их ждал приятный сюрприз: он не совпадал с тем, что давали расчеты по Стандартной модели. Правда, есть нюанс: на данный момент важнейший показатель достоверности измерений составляет 4,1 сигма, а для признания открытия требуется 5 сигма. Подобные случаи уже не раз бывали, когда физики пытались атаковать Стандартную модель, но последующие эксперименты не подтверждали сенсацию, так как "пятерки" так и не удавалось достичь. Но сейчас есть принципиальное отличие. Это уже второй эксперимент, который принес сенсационный результат, который не вписывается в Стандартную модель. То есть он не опроверг, а подтвердил первый. А это, по мнению многих ученых, дает шанс на выдающееся открытие. И конечно, на новые Нобели. Возможно, даже россыпь наград, как это произошло в XX веке с создателями квантовой физики.


Комментарий

Валерий Рубаков, академик:О том, что с данными по аномальному магнитному моменту мюона не все в порядке, ученые знают уже довольно давно. Они были получены на ускорителе в американской Брукхейвенской национальной лаборатории. Потом оттуда эту технику перевезли в центр имени Ферми, где сейчас повторили эксперимент. Когда он тоже показал отклонение момента от расчетной величины, это дало надежду на существование новой силы. Конечно, это пока не открытие, надо довести достоверность до 5 сигма, но ученые очень вдохновлены, почувствовали, что ухватились за "золотую жилу". Они наверняка повысят точность измерений и будут многократно гонять этот эксперимент в надежде все же получить заветные 5 сигма.

Но у меня есть одно сомнение, связанное не с самим экспериментом, а с исходной цифрой аномалии магнитного момента мюона, который рассчитан в Стандартной модели. Собственно, с ней и сравниваются результаты эксперимента. Возможно, сами расчеты не совсем точные. Дело в том, что там есть эффекты, вклад которых небольшой, и они трудно поддаются расчету. Поэтому могут возникнуть погрешности вычислений. А значит, сама величина момента, с которой мы сравниваем, может быть не точна. Так это или нет? Наука будет разбираться. Но то, что последние результаты сильно подогрели энтузиазм многих ученых, несомненно.

 

Источник: Российская Газета

Подразделы

Объявления

©РАН 2021