Кафедра биофизики

Коллайдерная физика элементарных частиц на перепутье. Большой адронный коллайдер будет работать до 2037 года, но никто не может гарантировать, что он откроет долгожданную Новую физику. Уже давно обсуждаются разные проекты следующего крупного коллайдера, способного превзойти LHC по энергии или по прозорливости, но какой из них предпочесть — заранее неясно.

Выполняя рутинный поиск эффектов Новой физики в канале рождения мюонных пар и b-струй, коллаборация CMS обнаружила в данных Run 1 неожиданно сильное отклонение от фона при инвариантной массе мюонной пары 28 ГэВ. Это могло бы стать громким открытием, если бы сеанс Run 2 подтвердил отклонение, но в данных 2016 года подобного отклонения не видно. Коллаборация CMS пока воздерживается от вынесения вердикта.

В начале июня в Гейдельберге прошла крупнейшая конференция в области нейтринной физики. На ней были представлены важные результаты многих нейтринных экспериментов. Одним из главных событий стал доклад коллаборации, работающей на установке NOvA. Их измерения фундаментальных параметров нейтринных осцилляций не очень согласуются с результатами других экспериментов.

Ровно сто лет назад был представлен доклад о теореме, которая со временем стала важнейшим инструментом в математической и теоретической физике. Она связывает каждую непрерывную симметрию физической системы с некоторым законом сохранения. Доказала эту теорему Эмми Нётер — и этот результат, наряду с ее работами по абстрактной алгебре, заслуженно позволяет многим считать Нётер величайшей женщиной в истории математики.

Большой адронный коллайдер, похоже, наткнулся еще на одну аномалию. Коллаборация ATLAS, изучив процесс рождения топ-кварка и антикварка и измерив корреляцию между их спинами, получила странный результат: если опираться на расчеты Стандартной модели, то эта корреляция получается больше ста процентов, чего не может быть. Если отклонение подтвердится в будущем и его не удастся списать ни на один источник теоретических или экспериментальных погрешностей, оно будет свидетельствовать о том, что в процесс рождения и распада топ-кварков вмешиваются новые частицы.

После нескольких лет поисков коллаборации ATLAS и CMS наконец сообщили о надежном открытии процесса рождения хиггсовского бозона в сопровождении топ-кварк-антикварковой пары. Интенсивность рождения в пределах погрешности согласуется с предсказаниями Стандартной модели. Несколько лет назад вокруг этого процесса царил ажиотаж, однако к настоящему моменту все страсти улеглись, и теоретики встретили сообщения CMS и ATLAS очень прохладно.

Конец года — самое время подводить итоги и рассуждать о будущих направлениях развития. Предлагаем вам окинуть беглым взглядом, что принес 2017 год в физике элементарных частиц, какие результаты были на слуху и какие намечаются тенденции. Эта подборка, безусловно, будет субъективной, но она осветит современное состояние фундаментальной физики микромира с одного широко популярного угла зрения — через поиск Новой физики.

Потоки космических электронов и позитронов высоких энергий демонстрируют неожиданные закономерности, которые трудно объяснить известными астрофизическими процессами. За последний месяц были опубликованы результаты анализа наблюдений сразу трех установок: HAWC, CALET, и DAMPE. Они не только ответили на некоторые вопросы о космических электронах и позитронах, но и привнесли новую интригу, резко придав этой области исследований новый импульс.

В последние годы своей работы эксперимент BaBar обратился к поискам указаний на существование новых частиц, которые могли бы заполнить некоторые пробелы в нашем понимании Вселенной. Анализ набранных тогда данных помог улучшить ограничения на параметры одной из гипотетических новых частиц — темного фотона, который, как предполагается, мог бы объяснить природу темной материи.

Пирамида Хеопса, или Великая пирамида Гизы, построенная во времена IV династии, — единственное из Семи чудес света, уцелевшее до наших дней. И хотя ее возраст уже 4500 лет и это самая большая из всех египетских пирамид, до сих пор ведутся споры о том, как он был построен. Чтобы изучить внутреннюю структуру пирамиды, ученые применили метод мюонной томографии и обнаружили ранее не известную камеру длиной не менее 30 метров.