Элементарные частицы: 7. На переднем крае физики элементарных частиц

Современные теории элементарных частиц, например, суперсимметрия, предсказывают существование новых нестабильных частиц

Современные теории элементарных частиц, например суперсимметрия, предсказывают существование новых нестабильных частиц. Эти частицы могут жить либо очень долго, либо, наоборот, распадаться за кратчайшие доли йоктосекунды. Проверить эти гипотезы об устройстве нашего мира можно только с помощью новых экспериментов. Изображение с сайта cerncourier.com

Как мы уже знаем, шкала времен жизни элементарных частиц простирается на 27 порядков, от значений меньше одной йоктосекунды и до четверти часа. А могут ли частицы распадаться еще быстрее или еще медленнее?

В принципе, да — но только здесь мы уже переходим от надежно установленных фактов в область теоретических предположений. Для того, чтобы частица распадалась еще быстрее, чем топ-кварк, она точно должна быть намного тяжелее его. Такие частицы пока не открыты, просто потому, что энергии современных коллайдеров для этого не хватает. Но многие теории в физике элементарных частиц предсказывают существование новых очень тяжелых частиц, с массами в тысячи, миллионы, даже многие триллионы раз тяжелее топ-кварка. Вот такие частицы, если они действительно существуют, могли бы распадаться на много порядков быстрее топ-кварка. Даже если сейчас создать такие частицы нереально, они могли сильно повлиять на свойства Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва.

Есть также и частицы-кандидаты в сверхдолгие распады. Например, во всех экспериментах протон ведет себя как полностью стабильная частица — он не может распадаться ни за счет сильного, ни за счет электромагнитного, ни за счет слабого взаимодействия. Но существуют теории элементарных частиц, в которых появляется дополнительная исключительно слабая сила, которая могла бы привести к такому распаду, — но на безумно больших временах, много больше времени жизни Вселенной. Уже давно ставятся эксперименты по поиску распада протона, но пока ни одного такого события надежно не зарегистрировано. Может быть, протон полностью стабилен, может быть, он распадается спустя огромное время — достоверного ответа у нас пока нет. Известно лишь, что его время жизни должно превышать примерно 1030 лет, т. е. еще на 34 порядка больше, чем время жизни нейтрона, и на 20 порядков больше времени жизни Вселенной.

Вот такими невообразимо огромными масштабами приходится подчас оперировать физикам!


0
Написать комментарий

    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»