плохие новости для Стандартной модели. И для суперструн тоже!

Уровень источника - как у московского пиз..льца, где в каком-то из последних номеров статья о снежном человеке.

1. Бозон Хиггса - не центр СМ.
2. Уровни энергии для его обнаружения пока не достигнуты. Поэтому и признаков его как бы нет И кстати как связаны бозон Хиггса и суперструны???

au>В конце прозвучал голос оптимиста, который НАДЕЕТСЯ что более высокие энергии могут помочь. Но лишь Хиггсу, а одна из частиц теории суперсимметрии уже "выпадает". Суперструны же предсказывают суперсимметрию.

Единой теории суперструн нет. И суперструны не предсказывают суперсимметрию - они ей являются. И масса может быть всего лишь одним из свернутых измерений. Так что все это - вилами по воде.

Ну, давайте по порядку.

1. Стандартная модель. Идеология: калибровочные поля, группы симметрии среди частиц "одного типа" (одной статистики - с полуцелым или целым спином).
Разрабатывается с 50-х годов, основные прорывы: теория электрослабого взаимодействия (Абдус Салам) и открытие W и Z бозонов, ей предсказанных. Затем - теория сильного взаимодействия, попытки их объединения.

Теория устоявшаяся, Хиггсы ей не очень нужны и она тут не при чём.

2. Хиггсы. Очень красивая попытка объяснить феномен массы. Изначально есть только безмассовые поля, но состоянием с наименьшей энергией оказывается состояние ненулевой напряженности хитрого Хиггсова поля, которое, взаимодействуя с "нормальными" частицами проявляется как их масса.
Очень красиво, но к стандартной модели имеет весьма опосредованное отношение.
Экспериментальных подтверждений нет.
Если и не будет - жаль, придётся гипотезу отменить.

3. Суперсимметрия. 60-е годы. Симметрии, включающие в себя частицы с разной статистикой. Много работ, не очень много толку. Попытки прицепить гравитацию ничем убедительным не кончились. Хиггсовы бозоны в ней то же описываются, но изначально писалась для лептонов Отсутствия хиггсов не заметит.

4. Суперструны. Писк и визг середины 80-х. Очень экзотичная теория: оказывается, элементарные частицы - это такие колечки вокруг трубки. А трубка - это наше пространство-время, в котором 4 измерения длинные, а ещё 492 - свернутые. На них то и накручено колечко.

А разные частицы - это проявление разных мод колебаний этого колечка.

А почему 492 - потому что иначе расходимости получаются.

Мягко говоря, далековато от практики. Потом появились "супермембраны" (не одномерные, а двумерные объекты). Из-за экзотичности, громоздкости теории и отсутствия экспериментальных подтверждений в обозримом будущем интерес к ней увял. Но математика была красивой.

Любая теория на чем-то останавливается. Возможно, придется пока остановиться на формулировке "у частиц есть масса. Всё.". Ну и что?

Кстати, масса W и Z бозонов безо всяких хиггсов отлично рассчитывается.

А что касается этого эксперимента: толковых оценок массы хиггса нет. Если их не видят, то это может значить:
хиггсов нет вообще
эксперимент плохо поставлен
хиггсы тяжелее.

А из статьи я понял, что просто при повторе эксперимента не увидели то, что наблюдали раньше. Ну что же, бывает, эксперименты в ФЭЧ - штука очень сложная.

Уровень источника - ничего так себе, для популярного. Вполне приемлемо.

К струнам и суперструнам факт отсутствия в природе хиггсов НИ МАЛЕЙШЕГО отношения не имеет. Это нигде в источнике не сказано и ау "для суперструн тоже" домыслил от себя.

Говорить точно, что бозона Хиггса еще нет, пока рано. Он вполне может иметь более высокую массу.

Если его действительно нет, это плохие новости для электрослабой теории. Остальные частицы - бог с ними, а вот почему калибровочные поля, т.е. W и Z, имеют массу? По смыслу, они не должны ее иметь, и нужен соответствующий механизм. Бозон Хиггса - самый простой и изящный из мыслимых механизмов. Его отсутствие приведет к достаточно серьезному пересмотру теории.

"Оружейной значимости" данные научные исследования не имеют.

Стандартная модель - это именно модель, а не сложившаяся теория. Это условный набор наиболее устоявшихся, здравых и популярных теорий, существующих сегодня. Никто никогда не называл ее истиной в последней инстанции, наоборот. Слово "стандартная" следует понимать в том смысле, что если теоретик в своей работе выходит за ее рамки, он об этом сообщает, что у него стандартно, а что за рамками. Массивные нейтрино, строго говоря, за пределами стандартной модели, ну и что? Частью этой самой стандарной модели является (по идее) хромодинамика, а она сама плохо разработана, ну и что? О каких-то там струнах в ней и речи нет, это классическая квантовая теория поля. Струны - работа в совсем другом направлении, попытка выйти за рамки теории поля.

Суперсимметрия - популярная теория, когда-то с ее помощью пытались построить квантовую теорию гравитации, то на что теперь претендуют струны. Частью стандарной модели она не является, скорее наоборот, стандартная модель может быть "суперсимметризована". Если стандартная модель окажется не верной, будут "суперсимметризовать" что-то другое. Сам принцип суперсимметрии не связан прямо с бозонами Хиггса.

Насчет того, что суперструны - писк и визг, я не согласен. Во всяком случае, теория поля зашла в тупик, из-за тех же расходимостей, и необходимо ее обобщение. Струны - самое разумное, и раньше, и сейчас тоже. Да, прогресс медленный из-за исключительной сложности ее математического аппарата.

Так в суперструнах расходимости отсутствуют только при определенном наборе параметров (в частности, при определенном числе измерений). Поэтому скорее не "отсутствуют" а "компенсируются".

Так их и в КТП убрать можно: поставь в лагранжиан форм-фактор давящий, дающий на больших расстояниях хороший обычный предел - и никаких расходимостей. Теория будет слегка нелокальной, так суперструны тоже слегка нелокальны, только по-другому .

А если выбирать между колечком и облачком как олицетворением фундаментальной сущности мироздания, то облачко мне как-то милее. Суперструна (моё частное мнение) слишком сложный объект для "первичного".

Гм, вот про "лишние" измерения несколько вопросов... Точнее так, мысли:

Всякие популяризаторы и фантасты уже ухватились за те мысли которые вроде бы высказывают ученые - что эти измерения выше 4 дают много чего полезного - и сверхстветовое движение и что-то еще в таком роде. Плюс я читал научно популярную статью (к сожалению давно, поэтому помню смутно) гре рассказывалась
1) Как эксперементально ловить эти "лишние" измерению
2) Что-то там тако приводилось что у неких частиц кроме 4 измерений непрерывных матиматически удалось еще одно выяснить, только оно рядом выражаеться (дисткретно то бишь)

Я конечно понимаю что это достаточно субмбурно и бредово, но есть какие-нибудь комментарии? Если надо уточнить - я поищу.

Пробовал И что в конце написано? Вот:
=======
David Plane, head of LEP's OPAL experiment, is still certain that the Higgs will eventually be found. "It's just at a higher energy than we're sensitive to."
=======
А про суперструны вообще там нигде не упоминается. В общем, изложение общеизвестных мыслей и подача промежуточных отрицательных результатов как сенсации всегда было грязным журналистским приемом людей, у которых нет своих мыслей.

Да Хиггсовы бозоны, в общем-то, к стандартной SU(2)*SU(3) модели действительно сбоку пристёгнуты.

Идея очень смелая - не вводить массы как богом данный параметр, а получить их из-за спонтанного нарушения симметрии добавлением всего одного (для всех частиц) нового поля. Красиво. Жалко, если порушится.

Однако, насколько мне помнится, оценки масс Хиггсов гм... недостаточно обоснованы. Так что то, что их не нашли при этих энергиях пока об ошибочности модели не говорит.

Вот магнитный момент мюона - это хуже. Хотя, как считали? Может, не учитывали q-anti q пар?

А эксперименты при энергиях 80-100ГэВ уже десятки лет ведутся: например, массы переносчиков слабых взаимодействий W и Z бозонов - как раз 80-90ГэВ.

k_gornik>>Уровень источника - ничего так себе, для популярного. Вполне приемлемо.
k_gornik>>К струнам и суперструнам факт отсутствия в природе хиггсов НИ МАЛЕЙШЕГО отношения не имеет. Это нигде в источнике не сказано и ау "для суперструн тоже" домыслил от себя.

au>Ё.. Неужели каждому персонально нужно пальцем показывать где прочитать?
au>Supersymmetry, which predicts every particle is paired with a heavier partner, is a popular idea. But LEP's results are even worse news for this theory, as it predicts several Higgs particles. The lightest one would have turned up at even lower energies, and couldn't exist above 130 GeV.

Речь идет о теории "стандартная модель плюс суперсимметрия". Если будут достигнуты энергии 130 ГэВ, и хиггсовы бозоны не будут обнаружены, то это означает, что эта комбинация неверна. Стандартная модель может оказаться неверной, а суперсимметрия -верной. Можно взять любой почти что список частиц, и суперсимметрия выдаст по нему список дополнительных частиц. Входят в начальный список бозоны Хиггса или нет - это ей до лампочки.

Кстати, суперсимметрия и суперструны - разные вещи. Великие идеи суперсимметрии можно применить и к струнам - получаются суперструны. . Плохими новостями для них сабж тем более не является.

Обнаружено еще одно отклонение от Стандартной модели

Новый анализ редкого распада Bs-мезона подтвердил и даже усилил подозревавшуюся раньше несостыковку со Стандартной моделью. Это еще один пункт в растущем списке таких отклонений по результатам работы коллайдера, что намекает на возможное скорее открытие Новой физики. Результат был получен коллаборацией LHCb и представлен в ее недавнем препринте arXiv:1506.08777, также его разбор можно прочитать на «Элементах».Главной научной задачей Большого адронного коллайдера во времянового сеанса работы LHC Run 2 станет поиск Новой физики — теории, которая должна придти на смену господствовавшей полвека Стандартной модели. Во время первого сеанса, LHC Run 1, физики выполнили сотни анализов данных в поисках отклонений от Стандартной модели, однако ни одного достоверного расхождения пока не найдено. Тем не менее, кое-какие отличия имеются, и по мере того, как исследовательские группы обрабатывают данные, этот список пополняется.



Коллаборация LHCb, которая на днях выдала сенсационное сообщение об открытии пентакварка, недавно представила еще один результат, не вписывающийся в Стандартную модель. Так же, как и в истории с пентакварков, речь идет про распады прелестных адронов и поиск в них отклонений от стандартных ожиданий. В этом конкретном случае изучался редкий распад Bs-мезонов на φ-мезон и мюон-антимюонную пару (вверху). Во время этого распада происходит редкий кварковый процесс — превращение b-кварка в s-кварк. Это кварки с одинаковым зарядом, а в Стандартной модели такое превращение очень затруднено. Зато оно прекрасно идет во многих моделях Новой физики, что открывает прямую дорогу к их проверке.

Физики уже давно изучают процессы такого типа. Более того, два года назад та же коллаборация LHCb начала подозревать, что в этом, а также в другом, похожем распаде, не все сходится с предсказаниями Стандартной модели. Однако тогда, в 2013 году, была обработана лишь треть всей накопленной статистики. Поэтому физики давно ждали от LHCb окончательного отчета об изучении этого распада на основе всего набранного объема данных.

Две недели назад эти результаты, наконец, появились. Среди многочисленные величин, измеренных в этом распаде, особенный интерес представляет распределение по инвариантной массе мюонной пары (ниже). Опять же, по аналогии с пентакварковым анализом, здесь исходная частица распадается на три дочерних частицы, и это позволяет строить распределения по инвариантной массе любой пары.



Новые данные подтверждают аномалию двухлетней давности; более того, она даже слегка усилилась. В области небольших инвариантных масс по-прежнему наблюдается существенная нехватка числа событий по сравнению с предсказаниями Стандартной модели. Статистическая значимость расхождения сейчас составляет 3,5 стандартных отклонений, что, хотя и не тянет на полноправное открытие, заставляет относиться к наблюдению очень серьезно. Добавим, что по сравнению с 2013 годом теоретические расчеты стали более точными и проработанными; пытаться списать обнаруженное расхождение на какой-то неучтенный адронный эффект теперь будет затруднительно.
Что касается теоретической интерпретации обнаружденной аномалии, то ничего определенного здесь пока сказать нельзя. Ясно лишь, что это не может быть какой-то новой частицей, по аналогии с пентакварком в прошлом анализе. Мюонная пара — это не адроны, их спектр изучен вдоль и поперек, никаких новых легких частиц там в принципе быть не может. Кроме того, в отличие от пентакварковой истории, тут отклонение в отрицательную сторону — не превышение, а недостача событий. Это значит, что здесь наблюдается какой-то более тонкий эффект, связанный с интерференцией разных механизмов распада. Так или иначе, слово теперь за теоретиками, которые должны объяснить его в рамках тех или иных предположений.

Игорь Иванов

// https://nplus1.ru/news/2015/07/21/bstofimumu