Форум| Весной коллаборация CDF, которая десять лет обрабатывала данные о столкновениях на коллайдере Тэватрон, обнародовала результаты своей работы. Согласно им W-бозон — одна из самых краеугольных частиц Стандартной модели — существенно тяжелее, чем все думали ранее. Разбираемся, сломал ли физику результат CDF и что с ним делать дальше.  На пути к всехной теории всего сделано уже довольно много. Сначала физики объединили электромагнитное и слабое взаимодействие, потом приколотили к ним теорию сильного взаимодействия — квантовую хромодинамику. Получившийся теоретический пердимонокль — Стандартная модель — написан на языке квантовой теории поля. Это означает, что все изученное нами вещество и три фундаментальных взаимодействия (без гравитации) можно описать в терминах элементарных частиц, квантов фундаментальных полей. Стандартная модель описывает их иерархию и законы превращения одних частиц в другие, оперируя несколькими десятками количественных параметров: массами, константами взаимодействия и так далее. Большинство современных экспериментов в физике частиц, таким образом, занимаются измерениями этих параметров. Согласно Стандартной модели, три фундаментальных взаимодействия происходят благодаря частицам-переносчикам:
При этом масса есть только у последних — они приобретают ее в рамках хиггсовского механизма. Впрочем, в физике элементарных частиц не принято категорически утверждать, что какой-то параметр равен нулю: обычно говорят про некоторое значение, выше которого эта величина точно не может быть. Так, оценки верхнего предела для массы глюонов разнятся на 10 порядков от 10^-10 до 1 мегаэлектронвольта, в то время как для фотона разброс скромнее: от 10^-25 до 10^-21 мегаэлектронвольт.  Если перейти от концептуального устройства Стандартной модели к математическому, то на нее можно смотреть как на огромную систему уравнений с n внешних параметров. Физики подставляют туда значения, которые уже были получены экспериментально, а еще не измеренные параметры вводят с оглядкой на совместную (или «глобальную») функцию правдоподобия — в итоге получая «глобальный фит» Стандартной модели. Это позволяет подогнать значения неизвестных параметров таким образом, чтобы те согласовывались с известными переменными. Таким образом фитированая модель — это сбалансированный относительно друг друга набор констант. И если какое-то новое измерение меняет значение одной из переменных, это имеет значение для всей модели в целом — баланс надо искать заново. Так и случилосьНедавно коллаборация CDF сообщила о том, что Вся соль этой цифры в том, что она больше значения, установленного Стандартной моделью и равного 80357 мегаэлектронвольт, с достоверностью в семь стандартных отклонений.  Семь сигм — это доxyища. Достоверным в физике считается результат, стандартное отклонение которого — пять сигм, этого в свое время оказалось достаточно для подтверждения существования бозона Хиггса или гравитационных волн. Впрочем, превышение этой границы достоверности еще не открытие. По крайней мере, в случае с массой W-бозона. Во-первых, потому что W-бозон — это краеугольный компонент Стандартной модели, изменение свойств которого волной прокатится по многим ее уголкам, в первую очередь по свойствам бозона Хиггса, топ-кварка и параметрам слабого взаимодействия. Во-вторых, и это, пожалуй, более важно — значение, полученное на Тэватроне, противоречит не только экспериментам на Большом адронном коллайдере, но и результатам, полученным на том же Тэватроне ранее (правда, на более ранней и в четыре раза меньшей выборке), при том, что точность определения массы увеличилась лишь в два раза. Даже если бы точность осталась прежней, то достоверность отклонения была бы достаточно высокой, около четырех сигм. Это означает, что за сместившееся среднее значение массы отвечает какой-то систематический эффект, то есть не случайный, а работающий для всей выборки. За систематические эффекты могут отвечать как не обнаруженные ранее физические закономерности, так и  Результат CDF станет реальным открытием только тогда, когда оно будет проверено в конкурирующем эксперименте, либо появится хорошее объяснение, почему аномалия возникла у CDF, но не проявилась где-либо еще. Учитывая, что Тэватрон больше не работает, проверка аномалии ложится на плечи физиков БАКа — а у них план исследований уже давно расписан. Впрочем, какую-то перепроверку своих результатов может провести команда, работавшая с детектором DZero, который также был установлен на Тэватроне. Другими словами, способов проверить результат CDF здесь и сейчас у нас немного. Этим ситуация с W-бозоном выделяется на фоне других достоверных аномалий, с которыми физики имеют дело сейчас, например загадки радиуса протона, отклонения магнитного момента мюона или нейтринных аномалий — над ними работает множество независимых групп экспериментаторов.  Чем это нам грозитТак что же означает обнаруженная аномалия? По мнению Эдуарда Бооса из НИИ ядерной физики МГУ, отклонение семь сигм — это верный признак, что что-то делается неправильно. «Это говорит о том, что либо физики из CDF допустили ошибку в анализе экспериментальных данных, либо ими использовалась неправильная схема вычисления массы W-бозона, либо действительно нужно выходить за рамки Стандартной модели». #1: Возможно, современная теория некорректно понимает процессы, которые изучались на Тэватроне Вычисляя массы элементарных частиц, физики описывают их свободное распространение, как процесс, связанный с рождением и уничтожением виртуальных частиц. Важно, чтобы в начале и в конце этого процесса параметры самой частицы остались теми же. Виртуальные процессы дают вклад в собственную энергию ни с чем не взаимодействующей частицы. Поскольку ее импульс не изменяется, собственная энергия целиком конвертируется в массу. W-бозон не только излучает и поглощает виртуальные бозоны, но и виртуально распадается на кварковые или лептонные пары, вновь собираясь в W-бозон. На диаграммах Фейнмана эти процессы представляются в виде замкнутых контуров, их называют петлями.  Примеры диаграмм, дающих вклад в собственную энергию W-бозона. Слева бозон виртуально распадается на какой-либо лептон и антинейтрино (или антилептон и нейтрино). Справа — на топ-кварк и боттом-антикварк (или топ-антикварк и боттом-кварк) Вычисление петлевых поправок к массе W-бозона неминуемо приводит теоретиков к расходимостям в интегралах (то есть ситуации, когда взятие интеграла приводит к бесконечности). Чтобы обойти эту проблему, ученые применяют различные процедуры перенормировки, — математические приемы, которые делают ответы физической теории конечными. По мнению Бооса, аномальная масса W-бозона в данных CDF может быть связана с некорректностью как выбранной учеными схемы перенормировки массы W-бозона, так и самой Стандартной модели. В последнем случае это значит, что в реестр элементарных частиц придется ввести совершенно новые частицы, добавить дополнительные физические измерения или внести какие-либо модификации в теорию. Может, например, оказаться, что бозонов Хиггса на самом деле несколько. Но какая бы ни требовалась модификация теории — новая схема вычисления петли W-бозона или введение новых частиц — она не должна поменять массы всех остальных частиц, согласующихся со Стандартной моделью. «Речь идет в первую очередь о массе Z-бозона, измеренной [в эксперименте] с высокой точностью», — говорит Валерий Рубаков из Института ядерных исследований РАН. Масса электрически нейтрального Z-бозона формируется почти таким же образом, как и у W-бозонов. «Теория, которая давала бы вклад в массу W-бозона, но не касалась бы Z-бозона, должна быть довольно сложной, вычурной и Теоретики уже взялись за работу. Первые препринты, посвященные новым данным о массе W-бозона, появились в один день со статьей коллаборации CDF. Две недели спустя их количество уже перевалило за пять десятков, а темп появления новых публикаций растет. #2: В ходе анализа данных что-то пошло не так Экспериментаторы тоже не дремлют. Осторожнее относиться к результатам CDF призвал в своем блоге физик Томмазо Дориго, ранее работавший с ними на Тэватроне. Он обратил внимание на ряд слабых мест в анализе, проведенном бывшими коллегами, чем вызвал жаркую дискуссию у себя в комментариях. Например, он заметил, что если обрабатывать только электронные или только мюонные данные, полученные физиками с CDF, то массы W-бозона будут заметно отличаться — хотя наименьшая из них (электронная) все равно не будет совпадать с предсказанием Стандартной модели. Это свидетельствует о том, что открытый систематический эффект по-разному себя проявляет, когда физики вычисляют массу W-бозона на основе данных только по электронам или только по мюонам. «Причиной аномалий часто становятся недооценки ошибок эксперимента», — объясняет Дмитрий Горбунов из ИЯИ РАН. И именно эти ошибки определяют величину сигм. Следовательно, если после проверки выяснится, что стандартное отклонение величины, измеренной на Тэватроне, на самом деле больше, то и количество сигм между теоретическим и экспериментальным значением — а значит и степень достоверности результата — может резко уменьшиться. Есть тонкие места и в теоретическом аппарате. Ведь оценка массы происходит поэтапно с помощью теории возмущений, когда каждый новый вклад в рассчитываемую величину уменьшается. Это значит, что физикам нужно в какой-то момент остановиться, а то, что они отбросили, записать в теоретическую ошибку. «Вполне может быть, что методика оценки этих ошибок в данном случае сработала не идеально», — допускает Горбунов. Впрочем, многие ученые, с которыми беседовали, согласны с тем, что у CDF, в отличие от их коллег на БАКе, не было никаких строгих дедлайнов, к которым им нужно было спешить, а потому они потратили немало времени, чтобы аккуратно оценить все ошибки. #3: Чем это кончится Пока нелегко предвосхитить, как сложится история этой аномалии. Аргументы как скептиков, которых смущает противоречие между результатами точных экспериментов, так и оптимистов, жаждущих увидеть Новую физику за пределами Стандартной модели, с каждым десятилетием обрастающей новой порцией нестыковок, выглядят вполне разумными. Результат CDF теперь должен выдержать еще три атаки, прежде чем физики смогут, вооружившись новой массой W-бозонов, пробить брешь в доспехе Стандартной модели. Сначала всем нужно удостовериться в корректности анализа данных. Затем воспроизвести аномалию на Большом адронном коллайдере — никаких других рабочих приборов для контрольного эксперимента на Земле просто нет. Но если эти два испытания CDF выдержит, у Стандартной модели останется еще один шанс остаться нетронутой: если ученые поймут, что для объяснения аномальной массы W-бозона достаточно модификации в пределах уже существующего теоретического корпуса. Но возможен и другой сценарий, самый неудобный — и при этом довольно вероятный. Может так случиться, что в работе CDF ошибок не найдут, но эксперимент на БАКе получит классический результат. И разумного объяснения этому — что в пределах, что за пределами Стандартной модели — сформулировать теоретики не смогут. Тогда проблема двух достоверных, но при этом разных масс W-бозона станет для физиков еще одним «камешком в ботинке», которые и без того никак не могут упаковать в Стандартную модель гравитацию, массу нейтрино, темные энергию и массу. (с)Марат Хамадеев при участии Ильи Ферапонтова |
Вы не подключены. Войдите или зарегистрируйтесь
Сообщение [Страница 1 из 2]
1 Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:01
Глазенап©
Гуру
Сообщения : 26046Репутация : 775
Дата регистрации : 2015-02-02
Возраст : 64
Откуда : Анк-Морпорк
_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."
Черчилль...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....
2 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:04
EITotleben
Бодхисаттва
Сообщения : 45506Репутация : 1228
Дата регистрации : 2014-09-25
Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
3 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:08
Глазенап©
Гуру
Сообщения : 26046Репутация : 775
Дата регистрации : 2015-02-02
Возраст : 64
Откуда : Анк-Морпорк
EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
me too(с)
но тоже интересно
_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."
Черчилль...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....
5 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:25
anw
Гуру
Это нельзя оставлять просто так,это же очень и очень
6 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:31
Глазенап©
Гуру
Сообщения : 26046Репутация : 775
Дата регистрации : 2015-02-02
Возраст : 64
Откуда : Анк-Морпорк
о. eбaкa грозный обязательно должен высраться в каждом топике.
йенг отрасти сначала
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
йенг отрасти сначала
Это нельзя оставлять просто так,это же очень и очень
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."
Черчилль...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....
7 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:34
EITotleben
Бодхисаттва
Сообщения : 45506Репутация : 1228
Дата регистрации : 2014-09-25
В штаб РВСНГлазенап пишет:
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
8 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:37
прост, как дрозд
Гость
это какой то пи з дец !
9 бизон к ним забежал Сб 9 Июл - 12:40
не тот
Гость
а они сдуру поймали и взвесили, а бизон не тот был
не настоящий
не настоящий
10 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 12:56
anw
Гуру
Уж пошлем так пошлемEITotleben пишет:В штаб РВСНГлазенап пишет:
да. необходимо сейчас же, тут же, не сходя с места, составить коллективную телеграмму и немедленно послать ее
11 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 13:07
засланый казачок
Гость
а бозон то не настоящий !
12 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 13:16
Глазенап©
Гуру
Сообщения : 26046Репутация : 775
Дата регистрации : 2015-02-02
Возраст : 64
Откуда : Анк-Морпорк
да. действительно!
его на алиэкспрессе купили!
его на алиэкспрессе купили!
_________________
Будь собой, остальные роли заняты. (с)О.Уайльд
Жизнь понять несложно: дураки умничают, умные дурачатся...
"...я-то завтра протрезвею..."
Черчилль...Политика Запада в отношении России и Китая приведёт к тому, что им останется только гадать, где заканчивается Кремлевская стена и начинается Китайская....
13 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 13:18
...
Carpal tunnel
вечно у физиков таблица умножения не сходится
в первом томе у фейнмана это всё уже описано
в первом томе у фейнмана это всё уже описано
14 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 13:42
Lei Cfynei
Гость
... собутыльники вые6ут в жопу.
15 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 13:57
...
Carpal tunnel
меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль
16 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 14:12
carrera
Гуру
Сообщения : 19416Репутация : 952
Дата регистрации : 2014-03-13
Четность системы мультипликативна
17 оклахомский Сб 9 Июл - 14:47
бизон
Гость
закон неопределенности бизона - бизона вроде
и нет, и вроде он есть
и все время кажется в разных местах
даже в гамбургере может показаться
и нет, и вроде он есть
и все время кажется в разных местах
даже в гамбургере может показаться
18 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 17:43
carrera
Гуру
Сообщения : 19416Репутация : 952
Дата регистрации : 2014-03-13
бизоны превращаются в глюки и наоборотбизон пишет:закон неопределенности бизона - бизона вроде
и нет, и вроде он есть
и все время кажется в разных местах
даже в гамбургере может показаться
19 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 18:12
ocean
Гуру
EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
я даже все это прочитала..
с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...
Как это повлияет на цены на бензин?
20 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 18:44
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
"Недавно коллаборация CDF сообщила о том, что всем nиздец "
так чего тянуть?
нужно успеть сделать сегодня всё то, что хотел завтра 
_________________
21 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 18:45
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
ocean пишет:EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
я даже все это прочитала..
с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...
Как это повлияет на цены на бензин?
Даже Я
это прочла _________________
22 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 18:46
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
у нас 2,30 , я забила переживать, достаю молча 70 франков и шурую на кассу
_________________
23 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 18:51
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль
Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....
_________________
24 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 19:09
EITotleben
Бодхисаттва
Сообщения : 45506Репутация : 1228
Дата регистрации : 2014-09-25
Никак. Если только в стророну повышенияocean пишет:EITotleben пишет:Я ниxyя не понял, но очень интересно.(с)
я даже все это прочитала..
с надежде, что смысл хоть чуть уловлю...
Как это повлияет на цены на бензин?
25 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 21:31
EITotleben
Бодхисаттва
Сообщения : 45506Репутация : 1228
Дата регистрации : 2014-09-25
... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль
Из европейского бизона, сиречь белорусского зубра.
26 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 21:32
EITotleben
Бодхисаттва
Сообщения : 45506Репутация : 1228
Дата регистрации : 2014-09-25
Pion пишет:... пишет:меня другое занимает
где то читал что в охлахоме перебили всех бизонов
но так же помню что как то в ресторане кушал гамбургер (извиняюсь за интимные подробности) из бизона
вот как наука выкрутится обьяснить сей пердимонокль
Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....
Так они общие, животные.
27 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 22:51
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
EITotleben пишет:Pion пишет:
Про Оклахому я не знаю. А Беловежскую Пущу показывали. Поляки забор поставили с лезвиями, посередине зоны естественной миграции животных. И вот, лежат там животные и истекают кровью.
Главное, чтоб у соседа корова сдохла" . Пердимонокль....
Так они общие, животные.
Лично я просто НЕ понимаю, вот КАК можно спокойно наблюдать за тем как каждый день из-за тобой поставленного забора истекают кровью и умирают в муках животные (и твои и соседа).
Но я многого такого Не понимаю....
_________________
28 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 22:58
Редиска
Член-Корреспондент
Сообщения : 5491Репутация : 295
Дата регистрации : 2014-03-21
Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял
29 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 22:59
Pion
Член-Корреспондент
Сообщения : 7741Репутация : 481
Дата регистрации : 2014-06-30
Редиска пишет: Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял
Надо покурить
_________________
30 Re: Эта физика сломалась! Несите следующую! Сб 9 Июл - 23:03
Редиска
Член-Корреспондент
Сообщения : 5491Репутация : 295
Дата регистрации : 2014-03-21
учебник квантовой физикиPion пишет:Редиска пишет: Черт подери. я за каким то тоже это прочла
Вот теперь попробуй разберись кто на ком стоял
Надо покурить
Сообщение [Страница 1 из 2]
На страницу : 1, 2
Похожие темы
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения