Главная задача современной физики элементарных частиц — найти четкие экспериментальные указания на Новую физику — теорию, которая должна прийти на смену Стандартной модели. Такие отклонения ищут на Большом адронном коллайдере двумя способами. Первый — это метод «грубой силы», когда сталкиваются частицы максимально достижимой энергии и, как надеются физики, в них родятся новые частицы и проявят себя хорошо заметным образом. Поиск всплесков на графиках в области масс порядка 1 ТэВ — типичный пример таких исследований. Второй способ — это путь точных измерений тонких эффектов. Здесь энергия процесса может быть небольшой, и, как следствие, эффекты от новых частиц или взаимодействий будут очень косвенными и слабыми. Однако для редких процессов, которые и так очень слабы в рамках Стандартной модели, вклад Новой физики можно будет заметить с помощью очень точных измерений.

Самый интересный класс таких процессов — это распады B-мезонов, настоящий кладезь эффектов для всестороннего изучения. Удобство B-мезонов в том, что в их состав входит тяжелый b-кварк. За счет слабого взаимодействия он может распадаться на любые более легкие кварки: u, d, s, c. Каждое из этих превращений происходит со своей вероятностью и обладает своими особенностями. Большинство теорий Новой физики предсказывает те или иные отклонения в каком-либо из этих распадов, которые потенциально могут быть обнаружимы детекторами BaBar, Belle и LHCb, заточенными под изучение распадов B-мезонов. Кроме того, тяжелый b-кварк отчасти упрощает теоретический расчет распадов.

#элементы #БАК #ядерка #физика #LHCb
https://telegra.ph/Fiziki-podvodyat-promezhutochnye-itogi-izucheniya-raspadov-B-mezonov-02-03

Коллаборация ATLAS, работающая на Большом адронном коллайдере, сообщила о надежной регистрации знаменитого, но трудного для измерения процесса квантовой электродинамики — рассеяния света на свете. Это удалось сделать после обработки данных по столкновению тяжелых ядер большой энергии в 2015 году. Измеренные характеристики процесса в пределах погрешностей совпадают с предсказаниями Стандартной модели.

Процесс упругого столкновения двух фотонов γγ → γγ, или «рассеяние света на свете», — это один из знаменитых примеров того, как квантовые эффекты меняют законы классической электродинамики. В рамках обычной оптики два луча света, проходящие друг сквозь друга в вакууме, никак не взаимодействуют, не влияют друг на друга. В квантовой теории поля такое влияние становится возможным: один из фотонов на короткое время превращается в виртуальную пару заряженных частиц, и на ней рассеивается встречный фотон.

Для обычных оптических фотонов сечение этого рассеяния настолько мало, что нет никакого шанса зарегистрировать его в лаборатории. Однако с повышением энергии фотонов сечение резко растет, и его можно заметить на космических масштабах. В лабораторных экспериментах с элементарными частицами «рассеяние света на свете» для больших энергий фотонов тоже иногда встречается. Самые известные варианты этого процесса, уже зарегистрированные в эксперименте, — это рождение двух фотонов через промежуточные мезоны в электрон-позитронных столкновениях, а также рассеяние либо расщепление фотона на два в поле тяжелого ядра.

И вот этот красивый процесс впервые увидели на Большом адронном коллайдере: коллаборация ATLAS опубликовала на днях статью Evidence for light-by-light scattering in heavy-ion collisions with the ATLAS detector at the LHC (arXiv:1702.01625) с результатами этого анализа. Статья направлена в журнал Nature Physics; популярный рассказ об этой работе появился в журнале CERN Courier.

#физика #интересное #atlas #БАК
https://telegra.ph/Detektor-ATLAS-uvidel-rasseyanie-sveta-na-svete-02-20

В 2012 году хиггсовский бозон был открыт на Большом адронном коллайдере. На смену целой эпохе поисков, длившейся почти полвека, пришла новая эпоха — тщательного изучения бозона Хиггса. Этот бозон — частица совершенно иного сорта, чем всё то, что когда-либо нам встречалось в микромире, и потому она должна быть изучена экспериментально вдоль и поперек. Многие теоретики всерьез рассчитывают, что хиггсовский сектор нашего мира — не такой простой, как в Стандартной модели, а гораздо богаче. Более того, за этим бозоном могут скрываться целые миры неведомых элементарных частиц, к которым были нечувствительны другие эксперименты и которые мы теперь можем прозондировать «хиггсовским инструментом». Это всё держит физиков в напряженном ожидании и в лихорадочном поиске новых способов изучать микромир так, как мы не умели раньше.

На прошедшей в марте серии конференций Moriond 2017 были впервые представлены результаты Большого адронного коллайдера, полученные на всей статистике 2016 года. В круг тем, к которым было приковано особое внимание, традиционно входит и хиггсовский бозон. Открытый на коллайдере пять лет назад, бозон Хиггса превратился из самоцели в инструмент исследования: с его помощью физики теперь пытаются найти намеки на долгожданную физику за пределами Стандартной модели. Впрочем, Стандартная модель вновь выдержала проверку, на этот раз — хиггсовскими данными 2016 года.

#физика #частицы #бозон_хиггса #БАК
https://elementy.ru/novosti_nauki/432973/Khiggsovskiy_bozon_vyglyadit_standartnym_v_dannykh_2016_goda

Физики коллаборации LHCb обнаружили признаки нового отклонения от Стандартной модели в лептонной универсальности. Аномалия проявляется в распадах прелестных нейтральных мезонов — двухкварковых частиц, состоящих из прелестного антикварка и нижнего кварка. Статистическая значимость находки пока недостаточна для заявления об открытии, однако описано уже несколько подобных нарушений. Если аномалия подтвердится статистически, то она укажет на однозначное существование физики за пределами Стандартной модели, например, на новый класс частиц — лептокварки. О находке ученые рассказали на семинаре 18 апреля и всего за сутки физики-теоретики уже опубликовали шесть препринтов с анализом результатов. Кратко об этом сообщает Nature.

#физика #БАК #частицы
https://telegra.ph/Na-BAKe-nashli-novye-sledy-nestandartnyh-leptokvarkov-04-20

Первый день проходящей сейчас конференции EPS HEP 2017 принес и первое открытие. Коллаборация LHCb, работающая на Большом адронном коллайдере и изучающая свойства тяжелых адронов, сообщила о первом достоверном наблюдении бариона, в состав которого входят сразу два очарованных кварка — частицы Ξ++ccΞcc++ . Одновременно с этим докладом, в архиве препринтов появилась полновесная статья коллаборации arXiv:1707.01621. Краткий рассказ об открытии можно найти на сайте коллаборации и в пресс-релизе ЦЕРНа.

Новая частица — барион с кварковым составом [ccu], и он полностью вписывается в стандартную кварковую диаграмму (см. рис. 4 на странице Классификация адронов). В существовании этого бариона, — равно как и его собратьев из дважды-очарованного семейства частиц, — никто не сомневался. Более того, начиная с конца 90-х, несколько групп теоретиков провели в рамках различных моделей детальные расчеты масс и времени жизни дважды-очарованных барионов (подробное введение в эту тему можно найти в обзоре В. В. Киселев, А. К. Лиходед, 2002. Барионы с двумя тяжелыми кварками). Массы получались в районе 3500–3700 МэВ, а время жизни — в районе нескольких сотен фемтосекунд.

#физика #элементарные_частицы #БАК
https://elementy.ru/novosti_nauki/433056/Otkryt_pervyy_dvazhdy_ocharovannyy_barion

Один из экспериментов в CERN — ALPHA-2 — детально изучил спектр антиводорода и не нашел отличий от обычного водорода с точностью 4 части на 10 000. Продолжение изучения спектральных характеристик антиматерии может привести к открытию эффектов вне рамок современных физических представлений и помочь понять, почему во Вселенной обычной материи намного больше. Статья с описанием результатов опубликована в журнале Nature.

#физика #CERN #БАК #стандартная_модель #частицы #физика #ускоритель #антиматерия
https://telegra.ph/V-CERN-podtverdili-simmetriyu-materii-i-antimaterii-08-07

ATLAS (эксперимент на LHC) продолжает изучать свойства самой тяжелой из известных на данный момент частиц - top кварка. Цернач подготовил для вас перевод их недавней статьи о статусе своих исследований.
#цернач #ЦЕРН #физика #ускоритель #частицы #БАК
https://m.vk.com/@cernach-top-kvark-eto-tyazhelo