Ученые опровергли гипотезу Новой физики о Вселенной
Физики из Северо-Западного, Гарвардского и Йельского университетов (США) провели эксперимент ACME II и с рекордной точностью измерили значение электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона — разницу между материальным центром частицы и зарядовым центром. Оно оказалось равным нулю, что позволило отвергнуть существование некоторых гипотетических частиц, предложенных в рамках Новой физики. Открытие этих частиц помогло бы решить ряд парадоксов, касающихся существования Вселенной. Статья ученых опубликована в журнале Nature.
Читай также: Ученые готовы отказаться от современной физики
Свойства известных элементарных частиц описываются Стандартной моделью, которая не может объяснить ряд физических явлений (например, происхождение массы, нейтринные осцилляции и происхождение темной массы). Для решения этой проблемы ученые выдвинули ряд гипотетических принципов, относящихся к Новой физике. Согласно одному из них — суперсимметрии — каждой известной элементарной частице соответствует более тяжелый по массе суперпартнер. Например, партнером электрона, который является фермионом, является бозон селектрон, а партнером глюона (который бозон) — фермион глюино. Однако до сих пор эти гипотезы не были подтверждены экспериментально.
Читай также: Ученые поставили под сомнение теорию Большого взрыва
Согласно теории, присутствие гипотетических частиц приводит к появлению ненулевого ЭДМ у электрона. Однако результаты предыдущих экспериментов показали, что если ЭДМ у электрона существует, то для его обнаружения нужны приборы со сверхвысокой чувствительностью. Стандартная модель предсказывает, что ЭДМ у электрона все-таки есть из-за нарушения CP-инвариантности, но он достаточно мал, чтобы быть различимым. Электрический дипольный момент, возникающий в теориях Новой физики, должен быть гораздо больше, при этом чем больше масса частицы, тем меньший эффект она должна оказывать на ЭДМ.
Показано, что частица, чья масса эквивалентна энергии в 1-100 тераэлектронвольт (ТэВ), должна наводить электрический дипольный момент в промежутке от 10 в минус 27-й степени до 10 в минус 30-й степени элементарных зарядов на сантиметр (е*см). Это на порядок меньше той величины, что была доступна экспериментаторам до этого.
В эксперименте ACME II, чувствительность которого была в 10 раз выше, чем у ACME I, физики не нашли свидетельств ненулевого ЭДМ. Это указывает на то, что гипотетические частицы, нарушающие CP-инвариантность, если они существуют, обладают настолько большими массами (выше 30 ТэВ), что не могут быть выявлены на Большом адронном коллайдере при текущих энергиях соударений.
Напомним, ранее ученые полностью изучили Вселенную, заявив, что Новой физики не существует.