Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Коллаборация ATLAS не нашла выхода из Стандартной модели

Детектор ATLAS в процессе сборки. Фото: ЦЕРН

Коллаборация ATLAS — международная группа ученых, которая работает с одноименным детектором Большого адронного коллайдера LHC — опубликовала статью, в которой представлены результаты попыток найти данные, подтверждающие так называемые суперсимметричные теории. Анализ собранных в ходе работы LHC данных позволил сделать вывод о том, что пока говорить о выходе за пределы Стандартной модели не приходится. Статья, подписанная коллаборацией ATLAS (включая сотрудника МФТИ Владимира Николаенко), доступна в архиве препринтов arxiv.org.

Статья посвящена анализу процессов, в которых наблюдается четыре или более лептонов: элементарных частиц того же класса, к которому относятся электроны и нейтрино. Лептоны не участвуют в сильном взаимодействии (том, которое ответственно за «склеивание» нуклонов в ядре) и не входят в состав протонов, но образуются при столкновении протонов с достаточно большой энергией.

Согласно Стандартной модели в этих процессах можно ожидать появления целого ряда частиц, свойства которых на сегодня достаточно хорошо известны. Однако поскольку LHC является самым мощным (дает частицы с наибольшей энергией и имеет максимальную светимость) ускорителем в истории человечества, ряд физиков рассчитывали на то, что с его помощью удастся зафиксировать образование частиц, которым нет места в Стандартной модели. В частности, детектор ATLAS мог обнаружить частицы, предсказанные суперсимметричными теориями.

Суть суперсимметричных теорий кратко можно выразить следующим образом: если в Стандартной модели все частицы четко делятся на независимые классы фермионов и бозонов, то в суперсимметричных моделях между бозонами и фермионами есть симметрия. Бозоны (переносчики взаимодействия, кванты полей, примером является фотон) в суперсимметричных моделях всего лишь иное воплощение фермионов (частиц, к которым относятся, например, кварки).

Эти модели более экономичны, чем Стандартная, но из них следует наличие частиц, которые пока что никто не наблюдал. В новой работе физики из целого ряда научных центров попытались найти указания на непредсказанные Стандартной моделью эффекты при рождении лептонов в столкновении протон-протонных пучков, однако ничего подозрительного обнаружить не удалось. Что, впрочем, само по себе является важным результатом.

Исследователи пишут о том, что их данные ограничивают суперсимметричные модели. Это значит, что если такие модели верны, то выходящие за рамки Стандартной модели эффекты начнут проявлять себя только при взаимодействии частиц с еще большей энергией, чем протоны на LHC. Параметры предсказанных суперсимметричными моделями частиц также ограничиваются: в частности, «суперсимметричный» партнер электрона (фермиона) не может быть легче 1350 гигаэлектронвольт. А «суперсимметричная» мюону частица не может быть легче 750 ГэВ.

О терминах

Различные субатомные частицы (как составные, вроде протона, так и неделимые, то есть элементарные, вроде электронов) можно разделить на несколько классов. При этом классы в разных случаях выделяются по-разному.

Одно из разделений — это разделение по признаку спина, квантовой характеристики частиц. Спин измеряется в условных единицах и может быть либо целым (0, 1, 2...), либо полуцелым (например 1/2). Частицы с целым спином называют бозонами, частицы с полуцелым — фермионами, и эта разница обуславливает, в частности, разный характер взаимодействия частиц между собой. При этом как бозоны, так и фермионы вовсе не обязательно являются элементарными: бозон Хиггса элементарен, в то время как ядро атома гелия — нет.

В контексте Стандартной модели, которая рассматривает именно элементарные частицы, бозонами обычно называют кванты полей, и разделение на бозоны и фермионы получает несколько иной смысл. Бозоны формируют три фундаментальных* поля, а фермионы — всю остальную материю, которая представлена, в свою очередь, кварками и лептами.

Из кварков составлены протоны и нейтроны, а также множество других неэлементарных частиц. Лептоны, напротив, элементарны: примером лептона является электрон. Электрон, d- и u-кварки формируют привычную нам материю (протон имеет кварковый состав uud, нейтрон ddu), но кроме них есть еще четыре разновидности кварков, мюон, тау-частицы и три разновидности нейтрино.

Кварковая модель, сформулированная в начале 1960-х годов, позволила свести множество из сотен составных частиц к много меньшему набору, но и его нельзя назвать столь уж простым. Как фермионы, так и бозоны всех типов имеют свои античастицы, а кварки могут различаться квантовыми характеристиками («цветом», к оптике этот параметр отношения не имеет). В рамках суперсимметричной модели можно было бы говорить об одной сущности, которая проявляет себя в виде двух разных частиц, бозона и фермиона: однако пока это всего лишь теоретические построения, одна из попыток развить физику за пределы Стандартной модели.

*) Подчеркнем, что Стандартная модель не описывает гравитацию. В ней рассматривается электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие; в конце 1960-х годов электромагнитное и слабое взаимодействие описали единой теорией, показав что эти два поля являются разными проявлениями одной сущности.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика