Новая сущность. Часть 20. Ноябрь 2012: удар по теории "темной материи"

Часть 19. http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/11/19-cartwheel-eso-350-40.html 

    Федор Дергачев

    Сторонниками теории «темной материи», кроме манипулирования формулами ad hoc  («для данного случая»), также предпринимались попытки построить целое здание «новой физики», отодвигающей старую (так называемую «Стандартную модель»), никак не объясняющую аномалии, упомянутые в предыдущих частях данной статьи.

    «Кроме прямых наблюдений гравитационных эффектов скрытой массы существует ряд объектов, прямое наблюдение которых затруднено, но которые могут вносить вклад в состав скрытой массы. В настоящее время рассматриваются объекты барионной и небарионной природы: если к первым относятся достаточно хорошо известные астрономические объекты, то в качестве кандидатов во вторые рассматриваются страпельки и гипотетические элементарные частицы, следующие из классической квантовой хромодинамики (аксионы) и суперсимметричных расширений квантовых теорий поля». («Скрытая масса Вселенной»).

    В своих рассуждениях я старался обходить эту тему, так как экспериментальных опровержений теоретических построений сторонников «новой физики» у меня не было.

    Но в ноябре 2012 года долгожданные опровержения были опубликованы. Важно отметить, что они исходили непосредственно из ЦЕРН - «цитадели» официальной науки.

    Удар по «новой физике»

    «Желающие потоптаться на могиле Стандартной модели, описывающей взаимодействие всех элементарных частиц, должно стать меньше. Альтернативная ей концепция – теория суперсимметрии – потерпела неудачу, пусть и локальную. Она предсказывала, что Bs мезон относительно часто распадается на два мюона. Согласно Стандартной модели это должно происходить реже. Эксперимент, проведенный на Большом адроном коллайдере в ЦЕРНе (Швейцария) Иоганном Альбрехтом, показал, что распад происходит с вероятностью 1 к 300 миллионам – как и предсказывалось Стандартной моделью. Все это не отменяет тех или иных версий теории суперсимметрии, но для новой физики – той, что за пределами Стандартной модели, - возможности, конечно, сужает. Напомним, что концепция новой физики популярна из-за того, что Стандартная модель не может объяснить существование темной материи и темной энергии, из которых по большей части и состоит Вселенная». («NewScientist.ru» №12, 2012, стр. 7).

    Большой адронный коллайдер «закрыл» возможность революции в физике

    «Физики, работающие с Большим адронным коллайдером, сообщили о том, что им удалось зафиксировать редчайшую реакцию, которую долго искали в надежде на обнаружение новых частиц и расширение Стандартной модели.

    Речь в сообщении исследователей, которое представлено на официальном сайте ЦЕРН идет о распаде Bs-мезонов: короткоживущих частиц, состояших из b-антикварка и s-кварка (любой мезон состоит из пары кварк-антиварк, всего кварков бывают шести видов - u,d,c,s,b,t). Ученые смогли экспериментально продемонстрировать то, что эти мезоны превращаются в пару из положительно и отрицательного заряженных мюонов - ну а те уже превращаются в нейтрино, антинейтрино, электроны и позитроны. Электрон с позитроном, в свою очередь могут аннигилировать с образованием двух квантов гамма-излучения, так что в итоге от Bs-мезона останется лишь излучение и нейтрино, которые свободно проходят через всю планету насквозь и практически ни с чем не реагируют.

    Чем интересен этот распад и почему ему посвятили отдельную научную работу? Перед ответом на этот вопрос стоит пояснить, что термин «распад» как минимум не очень нагляден - частица, состоящая из того или иного набора кварков, вовсе не разваливается на эти кварки по отдельности. Более того, физики говорят о «распаде» и вовсе элементарных частиц, то есть тех же мюонов, у которых в принципе нет никаких составных частей. Чтобы не сбивать читателей с толку, поясним - под «распадом» понимаются реакции превращения одних частиц в другие: в данном случае превращения испытывают кварки в составе Bs-мезона. В мире нестабильных частиц возможностей для изменения частиц множество и Bs-мезон, например, «распадается» десятками разных способов - чаще всего b-антикварк становится с-кварком, после чего частица превращается из Bs-мезона в Ds-мезон. В котором потом тоже может происходить ряд реакций - но мы не будем здесь вдаваться в подробности и расписывать все сотни и тысячи возможных комбинаций конечных частиц, улетающих от места столкновения протонов в детекторах LHC.

    Важно то, что все эти комбинации учитываются физиками. Детекторы собирают те частицы, которые можно собрать в принципе (нейтрино улетают мимо вопреки всем ухищрениям исследователей), а затем по ним восстанавливают картину реакций - подобно тому, как криминалисты по отметкам от осколков и фрагментам бомбы определяют то, какое же взрывное устройство сработало. На основе этих данных, в свою очередь строятся теории; Стандартная модель с ее перечнем кварков, лептонов и бозонов является именно обобщением и развитием опытных данных. В ней, разумеется, есть ряд предположений и как раз их-то продолжают проверять - обнаружение бозона Хиггса стало подтверждением правильности ключевой догадки о том, почему же различаются между собой свойства разных полей (ответ: потому что есть бозоны Хиггса, придающие некоторым частицам массу).

CMS, один из двух детекторов, которые собирали данные о распаде Bs мезона

    Стандартная модель предсказывала, что распад Bs-мезона на два разных мюона является очень маловероятным событием. То есть на триста с лишним миллионов всех «распадов» (еще раз подчеркнем условность термина!) приходится одна такая реакция. И, естественно, засечь ее среди многих других реакций было очень непросто. Ученые ждали несколько лет сбора достаточного количества данных о распадах всех частиц, причем все эти годы как на LHC, так и на другом крупнейшем ускорителе, Теватроне (США) столкновения протонов проводились практически непрерывно. Сутки за сутками электромагниты направляли пучки частиц по пересекающимся в центре детектора траекториям, а электроника детектора передавала на серверы ЦЕРН и Национальных лабораторий Ферми один терабайт данных за другим. Далее следовал долгий статистический анализ, в 2011 году группа с Теватрона сообщила о предварительном и весьма интересном результате, а сейчас озвучены уже достаточно уверенные выводы.

    Распад существует. Но происходит с той вероятностью, с которой предсказывает Стандартная модель. Если бы вероятность была выше, это могло указывать на то, что процессу помогают какие-то еще неизвестные (хотя и предсказываемые рядом теорий) частицы - но, увы, пока что этих гипотетических частиц скорее нет». (13 ноя. 2012, 13:11). http://detalimira.com/news/629/  

    Большой адронный коллайдер подтвердил Стандартную модель, «отправив на кладбище» теорию суперсимметрии

    «Международная команда ученых в Европейском центре ядерных исследований (CERN) нашла подтверждение гипотезы о том, что сверхредкий распад Bs-мезонов на мюон-антимюонную пару существует. Процесс, на существование которого в определенных параметрах возлагали надежду ученые - приверженцы так называемой "новой физики", тем не менее, разрушил все их чаяния. Как оказалось, воспроизведенный в коллайдере распад мезона фактически опровергает постулаты теории суперсимметрии и, напротив, подтверждает истинность Стандартной модели.

    Bs-мезон (странный B-мезон), состоящий из s-кварка ("странного" - "strange") и b-кварка ("прелестного" - "beauty"), таки распадается на два мюона, но крайне редко. Как показало проведенное коллаборацией  LHCb исследование, распаду подлежат лишь три частицы из 10 миллиардов, говорится в исследовании CERN.

Международная команда ученых в Европейском центре ядерных исследований (CERN) нашла подтверждение гипотезы о том, что сверхредкий распад Bs-мезонов на мюон-антимюонную пару существует

    Данная частота явления предсказана в общепринятой физической теории - Стандартной модели, но противоречит так называемой «новой физике», в частности, теории суперсимметрии. Она предполагает, что у всех известных элементарных частиц существуют «двойники» - суперсимметричные частицы, которые зародились вместе с обычными частицами в момент Большого взрыва. Затем суперсимметричные частицы стали намного тяжелее, распались, а их остатки образовали «темную материю», из которой почти на четверть состоит Вселенная и объяснения существования которой нет в Стандартной модели.

    «Суперсимметричные модели - по дороге на кладбище»

    Для подтверждения теорий «новой физики» исследователи пытаются подтвердить существование процессов, не вписывающихся в Стандартную модель. Однако новое наблюдение практически противоречит теории суперсимметрии, о чем было доложено на конференции по физике, проходящей с 12 по 16 ноября в Киото, сообщает CERN Bulletin. Суперсимметрия предполагает, что если бы у частиц в действительности существовали бы партнеры-суперчастицы, то число распадов было бы выше.

    «Выбираются такие события, которые очень хорошо предсказываются в Стандартной модели, и смотрят, насколько эти наблюдения совпадают с предсказаниями теории. Если вы увидите расхождение, то это будет очень четкое указание на то, что есть новая частица», - заявил РИА "Новости" сотрудник коллаборации LHCb, профессор Имперского колледжа Лондона Андрей Голутвин.

    По его словам, физики надеялись, что вероятность димюонного распада Bs-мезона окажется в несколько раз выше. «Но вот появился первый результат LHCb, и он, к сожалению, такой же, как в Стандартной модели. Сегодня мы видим около 15 событий. Точность пока очень маленькая, но уже ясно, что больших отклонений от Стандартной модели нет. Вероятность того, что есть большое превышение, практически исключена, - отметил ученый. - Результат очень сильно ограничивает круг существующих моделей, в частности, суперсимметричные модели становятся почти невероятными. Я бы сказал, что суперсимметричные модели - по дороге на кладбище».

Процесс, на существование которого в определенных параметрах возлагали надежду ученые - приверженцы так называемой "новой физики", тем не менее, разрушил все их чаяния

Как оказалось, воспроизведенный в коллайдере распад мезона фактически опровергает постулаты теории суперсимметрии и, напротив, подтверждает истинность Стандартной модели

    «Суперсимметрия, возможно, не умерла как теория, но эти последние результаты свидетельствуют, что она тяжело больна», - цитирует русская служба BBC британского профессора Криса Паркса, участвовавшего в эксперименте LHCb...» (13 ноября 2012 г., 10:25). http://newsru.com/world/13nov2012/susy.html

    Вырисовывается интересная картина: правильной оказывается Стандартная модель, в принципе не предусматривающая темную материю в том виде, в каком ее пытаются представить апологеты официальной науки.

    Но аномалии галактик от этого никуда не исчезают. Они существуют, и от ученых требуется их объяснение, если не одно, то, по крайней мере, другое.

    Следовательно, наступил тот неприятный для теоретиков момент, когда, согласно «бритве Оккама», придется «множить сущности», и уже не «сверх необходимого», а по очевидной необходимости.

    Долгожданная революция в астрономии начала предстартовый отсчет. Контуры Новой сущности, до сей поры зыбкие, стали стремительно приобретать четкие очертания.

    «Новая сущность». Часть 21. «Гелиопауза: "приключения" продолжаются». http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/12/21.html