42-летние поиски привели к субатомному прорыву
Физики, работающие в коллаборации LHCb в ScienceAlert, объявили 3 ноября 2026 года о получении первых прямых доказательств крайне редкого распада частиц в рамках одного эксперимента. Речь идет о короткоживущей «красивой» частице — Bd-мезоне, состоящем из b-кварка и d-антикварка, который распадается на мюон и антимюон. Это достижение завершает научный поиск, начавшийся в начале 1980-х годов.
Согласно данным, представленным на научном семинаре и опубликованным в препринте на arXiv, вероятность такого распада составляет примерно один случай на десять миллиардов. Исследование основано на объединении данных, собранных в период с 2011 по 2018 год, с новыми наблюдениями, зарегистрированными модернизированным детектором LHCb в 2024 и 2025 годах. Совокупный массив данных позволил достичь уровня статистической значимости в 3.2 сигма, превысив стандартный порог доказательности в 3 сигма.
Технологические усовершенствования и мир «зептоверса»
Фиксация столь неуловимого сигнала потребовала серьезной модернизации оборудования. Установленный в 2024 году обновленный детектор LHCb увеличил скорость сбора данных в пять раз. Кроме того, исследователи применили современные методы машинного обучения для очистки сигнала от фонового шума, который десятилетиями препятствовал наблюдениям.
Специализированные датчики, такие как субдетектор VELO, расположенный на расстоянии менее ширины пальца от пучка частиц, позволили ученым детально фиксировать продукты протонных столкновений на околосветовых скоростях. В ходе этих столкновений рождаются «красивые» кварки и антикварки, которые объединяются сильным взаимодействием и распадаются всего за 1,5 триллионных доли секунды.
Проверка Стандартной модели и перспективы
Полученные результаты полностью согласуются с предсказаниями Стандартной модели физики элементарных частиц. Ниладри Саху, физик из Университета Бирмингема и координатор рабочей группы LHCb по редким распадам, отметил в материале ScienceAlert, что эти измерения предоставляют мощный инструмент для проверки фундаментальных законов природы.
Исследователи называют эту область «зептоверсом» — субатомным масштабом, где могут скрываться неизвестные ранее силы, экзотические частицы и ключи к разгадке природы темной материи. Хотя текущий результат на уровне 3.2 сигма является весомым доказательством, для достижения строгого порога в 5 сигма потребуется дальнейший набор данных. Планируемые на 2030-е годы апгрейды установки позволят увеличить частоту столкновений на порядок.