Аномальний розпад каона: чи натякає природа на нову фізику?
У світі елементарних частинок навіть найменше відхилення може означати наукову революцію. Нещодавно фізики звернули увагу на дивну поведінку каона — нестабільної субатомної частинки з родини мезонів. Каон складається з кварка та антикварка і належить до класу адронів — тих самих частинок, до яких входять протони й нейтрони. Зазвичай його «життя» коротке й добре передбачуване: він розпадається на інші частинки за сценаріями, які описує Стандартна модель фізики. Проте один надзвичайно рідкісний тип розпаду виявився значно частішим, ніж очікували теоретики.
Мезони взагалі цікаві тим, що часто є продуктами розпаду інших частинок, а потім і самі розпадаються далі — на нейтрино, електрони чи інші адрони. Кожен тип мезона має свій набір можливих каналів розпаду, і сучасні експерименти лише починають детально досліджувати весь спектр цих варіантів. Завдяки вдосконаленню детекторів і методів аналізу даних фізика елементарних частинок переживає своєрідний «золотий вік» відкриттів. Саме в таких умовах і було зафіксовано аномалію: замість менш ніж одного очікуваного випадку рідкісного розпаду в дослідній вибірці вчені побачили одразу чотири.
На перший погляд це може здатися статистичною флуктуацією. Але в експериментах такого рівня навіть одна подія може бути надзвичайною, адже ймовірність «шуму» дуже низька. Якщо результат підтвердиться, це означатиме, що для пояснення явища доведеться виходити за межі Стандартної моделі. Серед можливих інтерпретацій — існування нової легкої довгоживучої частинки або навіть нової фундаментальної сили, яка впливає на процес розпаду.
Втім, фізики залишаються обережними. Вимірювання в мікросвіті часто базуються на непрямих сигналах — траєкторіях, спалахах світла чи «слідах» у детекторах. Через надзвичайно малі масштаби навіть мінімальні похибки можуть спотворювати картину. Наступний крок — ретельно перевірити, чи не є ці чотири події результатом статистичної випадковості або технічних обмежень. Але якщо аномалія витримає перевірку, вона може стати дверима до «нової фізики» — розширення нашого розуміння того, з чого насправді складається Всесвіт і які сили керують його найглибшими процесами.