Стандартная модель устояла под натиском измерений
Итоги грандиозного международного эксперимента Muon g-2, в котором большую роль сыграли расчеты российских ученых, отодвигают наступление эпохи Новой физики
Еще недавно казалось, что сенсация близка. Научный мир был готов к тому, что фундамент Стандартной модели (СМ) — современной теории взаимодействий элементарных частиц, из которых состоит окружающий нас мир, — пошатнется в очередной экспериментальной проверке.
Напомним, Стандартная модель, основы которой были заложены еще в начале прошлого века, позволяет глубоко заглянуть в микромир атома и рассчитать взаимодействия множества составляющих его «кирпичиков», включая кварки, лептоны и бозоны, то возникающие, то исчезающие в вакууме. Но в ее раскладке нет объяснения существования темной материи (а это 27% содержимого Вселенной), гравитационной частицы, всех загадочных свойств нейтрино, дисбаланса материи и антиматерии, ускорения расширения Вселенной.
«Хотя СМ хорошо работает, мы абсолютно точно понимаем, что это не последняя физическая теория. Она описывает то, как устроена природа, на тех масштабах и энергиях, до которых мы дотягиваемся, — поясняет заместитель директора Института ядерной физики Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) по научной работе, заведующий кафедрой физики элементарных частиц Новосибирского государственного университета Иван Логашенко на сайте института. — Когда мы выходим за рамки привычных масштабов при помощи астрофизических наблюдений, изучаем, как была устроена Вселенная в первые мгновения своего существования, то видим, что СМ многое не может описать. Например, мы знаем, что сегодня Вселенная заполнена веществом, темной материей, а в СМ нет какой-то частицы, из которой она могла бы состоять. То есть заведомо есть что-то, что находится за пределами СМ. Физикитеоретики придумывают очень много всевозможных теорий Новой физики, которые расширяют СМ. Их существует сотни, но как выбрать ту, которая реализуется в природе?»
Первые волнения по поводу того, что скоро Стандартная модель будет обновлена, появились еще в 2006 году. Тогда в Брукхейвенской национальной лаборатории (США) в ходе эксперимента Muon g-2 было проведено точное измерение аномального магнитного момента мюона (АМММ) — одной из субатомных частиц, которая вступает во все известные физические взаимодействия (в микромире их зафиксировано три: электромагнитное, сильное и слабое; идут поиски четвертого — гравитационного), а также имеет относительно большую массу и долгое, по меркам микромира, время жизни (а значит, ее можно поймать и изучить).