ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის თანახმად, სამყაროს მთელ მატერიას შედგენს 12 სახის ნაწილაკი: 6 კვარკი და 6 ლეპტონი. კვარკები და ლეპტონები ქმნიან წყვილებს და ერთიანდებიან 4 ნაწილაკისგან შემდგარ 3 თაობაში, რომლების განსხვავდებიან მხოლოდ მასითა და სიცოცხლის ხანგრძლივობით. სტაბილური მატერია წარმოიქმნება მხოლოდ პირველი თაობის ყველაზე მსუბუქი ნაწილაკებისგან.

ლეპტონური უნივერსალურობის პრინციპი ვარაუდობს, რომ ფუნდამენტური ურთიერთქმედება სხვადასხვა თაობის ლეპტონებისთვის (ელექტრონი, მიუონი, ტაუ ლეპტონი და შესაბამისი ნეიტრინოები) ერთნაირია. ექსპერიმენტში ამ პრინციპის დარღვევის აღმოჩენა იქნებოდა ახალი ურთიერთქმედებების არსებობის ნიშანი სტანდარტული მოდელის მიღმა.

მინიშნებები, რომ ლეპტონური უნივერსალურობის პრინციპი შესაძლოა ირღვეოდეს, პირველად გამოჩნდა 2014 წელს LHCb-ის თანამშრომლობის ანგარიშებში, რომლებიც სწავლობდნენ B მეზონების დაშლას კაონებად და ელექტრო-პოზიტრონულ ან მიუონ-ანტიმიუონების წყვილებად. ლეპტონური უნივერსალურობის პრინციპი ადგენს, რომ ასეთი წყვილები უნდა ჩნდებოდნენ ერთნაირი ალბათობით (მასების სხვაობის შესწორებით). 2021 წელს, LHC-ის მუშაობის სეზონ-ნახევრის განმავლობაში შეგროვებული მონაცემების დამუშავების შედეგებზე დაყრდნობით, LHCb-ის ფიზიკოსებმა განაცხადეს, რომ შესაძლოა B-მეზონი ამჯობინებდა ელექტრონებად დაშლას მიუონებთან შედარებით. მათი ანალიზის თანახმად, მიუონ-ანტიმიუონურ წყვილად და ელექტრო-პოზიტრონულ წყვილად B-მეზონების დაშლის სიჩქარის თანაფარდობა იყო 0.846. ეს ფაქტი შეესაბამებოდა ლეპტონური არომატის უნივერსალურობის პრინციპის დარღვევას სტატისტიკური მნიშვნელობით 3.1 სიგმა.

ნაწილაკების ფიზიკაში აღმოჩენის დადასტურების ბარიერი არის 5 სიგმა. ეს არის ერთგვარი თავდაცვის მექანიზმი ნაადრევი განცხადებების თავიდან ასაცილებლად. ეს არის ზუსტად ის, რაც მოხდა ლეპტონური უნივერსალურობის შემთხვევაში, რადგან ცოტა ხნის წინ LHCb კოლაბორაციამ წარმოადგინა მონაცემთა დამუშავების განახლებული შედეგები, რომელშიც ანომალია გაქრა.

სტანდარტული მოდელიდან გადახრის გაქრობის მიზეზი ორი ფაქტორი იყო. პირველ რიგში, ფიზიკოსებმა გაზარდეს მონაცემთა ბაზა LHC-ის მეორე სეზონის ბოლოს მიღებული შედეგებით. მეორეც, მათ გააუმჯობესეს მონაცემთა დამუშავების მეთოდები. კერძოდ, მეცნიერებმა პირველად განიხილეს B-მეზონის დაშლის ორი რეჟიმი ერთდროულად. გარდა ამისა, მათ აღმოაჩინეს, რომ ადრე გამოყენებული მონაცემთა დამუშავების მეთოდი შეცდომით ითვალისწინებდა დამატებით ელექტრონებს.

მომავალში LHCb გუნდი გააგრძელებს ლეპტონური უნივერსალურობის პრინციპის დარღვევის მონიტორინგს, რადგან უკვე გვაქვს LHC-ის წლევანდელი, მესამე საოპერაციო სეზონის მონაცემები.

წყარო:

https://home.cern/news/news/physics/lhcb-brings-leptons-line