WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

сила тяжести), а масса определяется из соответствия вычисленных малых возмущений с измеренными эффектами (точно так же, как и в случае движе- жизни, равное примерно 1,5 10- 12 c. Нетрудно оцения планет). нить длину пробега таких частиц до распада:

На протяжении нескольких последних лет были l 1,5 10- 12c 4,5 10- 2 см. (11) проведены очень точные экспериментальные исИзмерение таких расстояний в вершинных детектоследования распадов промежуточного бозона Z.

рах экспериментальных установок вполне возможПолученная точность позволила измерить малые но. Итак, после получения предсказания (9) поиски возмущения за счет петлевых поправок. Среди них t-кварка сосредоточились на ускорительной уставажное значение имеют поправки, пропорциональновке с максимальной в настоящее время энергией ные квадрату массы t-кварка M2. Сравнение вычисt 1800 ГэВ, расположенной в Национальной ускорилений с опытом позволило определить интервал тельной лаборатории им. Э. Ферми (США). Резульвозможных значений массы t-кварка:

татом этих поисков и явилось открытие t-кварка двумя большими группами физиков: CDF и D0 (поMt = (169+23) ГэВ/c2. (9) –русски читается дэ-ноль). Каждая из этих групп Таким образом, предсказаны условия, которые не- объединяет более 400 физиков из нескольких десятобходимо выполнить для открытия t-кварка. Так же ков университетов и лабораторий, в основном амекак и планета Нептун, t-кварк оказался “на кончи- риканских. Однако существенный вклад в работу ке пера”. внесли также физики из других стран. В частности, в создании установки D0 и в экспериментальных исследованиях на ней значительная доля труда рос t-, сийских физиков из Института физики высоких энергий (Протвино) и из Московского университета.

До того как было получено вполне определенное Основная трудность поисков t-кварков заклюпредсказание (9), поиски t-кварка велись, как говочалась в выделении искомого редкого процесса из рят, широким фронтом и были получены прямые огромного фона обычных процессов множественэкспериментальные ограничения на его массу, наного рождения легких частиц. В результате напряпример, Mt > 62 ГэВ/c2 (из вероятностей распада женной работы, занявшей несколько лет, и были промежуточного бозона W). Интервал (9) указывает найдены первые твердо установленные события + на то, что не следует искать распад W tb, порождения и распада t- и t-кварков. Число событий скольку W оказывается легче t-кварка и, разумеетв каждом эксперименте не превышает двух десятся, не может по этому каналу распадаться. Значит, ков, однако сам эффект существования нового надо, во-первых, искать процесс парного рождения кварка является доказанным.

t-кварка и его антикварка при максимальной доДостигнутая точность определения массы еще ступной энергии. Для протон-антипротонных соне очень высока и составляет ударений этот процесс схематически представлен на рисунке 3. Во-вторых, большая масса (9) опредеMt = (176 ± 13) ГэВ/c2 (CDF); (12) ляет доминирующий канал распада t-кварка:

Mt = (199 ± 30) ГэВ/c2 (D0).

t W+b, t W b. (10) Сравнивая эти результаты с предсказанием (9), мы убеждаемся в хорошем согласии, особенно с более Таким образом, для поиска t-кварка следует заточным результатом группы CDF.

регистрировать характерные для W распады (7) и сопровождающий их b-кварк. Отличительной чер- Таким образом, открытие самой тяжелой из изветой частиц, содержащих b-кварк, является время стных нам частиц состоялось в точном соответствии, ‹9, с предсказанием ее массы. Это еще раз показывает, отличие от более легких кварков, имеет дополничто мы правильно понимаем основные закономер- тельное взаимодействие с электромагнитным полем, ности физики элементарных частиц, физики мик- которое связано с происхождением его большой ромира. массы, приводящее, с одной стороны, к дополнительному рождению t-кварков в процессе, соответстОднако, как всегда бывает, новое открытие, новое вующем рис. 3, а, с другой стороны, увеличивающее достижение порождает и новые вопросы. Оказалось, значение Rb. Расчеты показывают, что уточнение течто наблюдавшаяся вероятность рождения пары tt в ории учетом дополнительного взаимодействия вепроцессе, представленном на рис. 3, несколько дет к сближению ее результатов с экспериментальбольше, чем расчетная. Точность измерения этой веными данными.

роятности, или сечения рождения t-кварков в проПредлагаются, естественно, и другие объяснетон-антипротонных столкновениях в этих первых ния эффектов, которые мы только что обсудили.

экспериментах еще не высока и поэтому факт расПо-видимому, в ближайшие годы совокупные усихождения опыта с теорией не является окончательно лия физиков позволят найти правильное объяснеустановленным. Превышение экспериментально изние этим явлениям. Так или иначе, обстоятельства меренной величины над теоретической проявляется открытия t-кварка и одновременного возникновев обоих экспериментах и уже вызывает серьезные вония новых проблем, которые, в свою очередь, разпросы о причинах этого явления. Возможно, здесь решаются в результате дальнейших научных исслепроявляются новые, неизвестные пока свойства дований, являются яркой иллюстрацией того, как t-кварка, отличающие его от легких кварков.

живет и развивается наука.

И еще в одном явлении наблюдается расхождение теории с экспериментом, связанное, возможно, с необычными свойствами t-кварков. Речь идет о распаде промежуточного бозона Z bb, одном В данной статье описано недавнее яркое открыиз каналов (4). Как видно из (1), b-кварк входит в тие в физике элементарных частиц. Однако научная одну пару с t-кварком, поэтому взаимное влияние деятельность никоим образом не состоит из одних их друг на друга является максимально возможным. открытий. Развитие науки происходит за счет поРазумеется, самым максимальным образом необыч- вседневной, кропотливой работы, которая, на перность t-кварка проявилась бы в распаде Z tt, ес- вый взгляд, не имеет ничего общего с романтикой ли бы он осуществлялся. Но удвоенная масса t-квар- открытий. Одни стараются с максимальной точноска намного превышает массу Z, и такой распад тью вычислить какой-нибудь эффект, другие – поневозможен. Поэтому мы можем рассчитывать на точнее его измерить. Чаще всего эти два метода проявления свойств t-кварка на другие процессы за дают согласующиеся результаты. Однако тем больсчет поправок теории возмущений. ший интерес вызывают небольшие, но твердо установленные отклонения вычислений от опыта. Так Итак, о распаде Z bb. Отношение вероятбыло в случае с возмущениями движения планеты ности этого распада к суммарной вероятности распада Z по всем адронным каналам обозначается Rb Уран, что привело в 1846 году к открытию новой планеты Нептун. Так было с малыми поправками к и является величиной, которую, с одной стороны, распадам промежуточного бозона Z, изучение котоможно с высокой точностью рассчитать теоретичесрых привело к предсказанию массы t-кварка, блески, а, с другой стороны, с высокой точностью изметяще подтвердившемуся в 1995 году. Возможно, рить экспериментально. Последнее обстоятельство что-то подобное произойдет и с малыми отклоненаиболее важно и связано с тем, что регистрация ниями в распаде Z bb.

пробегов b-частиц (11) в вершинных детекторах установок позволяет надежно отделять изучаемые собы тия от фоновых, добиваясь существенного уменьше1. Намбу Е. Кварки. М.: Мир, 1984.

ния экспериментальных погрешностей в измерении 2. Окунь Л.Б. Лептоны и кварки. М.: Наука, 1982.

интенсивности этого процесса:

Rb(эксп) = 0,2219 ± 0,0016 (13) * * * Борис Андреевич Арбузов, доктор физико-матепри Rb(расч.) = 0,2157. Отличие экспериментальноматических наук, профессор Физического факульго значения от теоретического намного превосхотета Московского государственного университета дит возможные ошибки эксперимента (на языке им. М.В. Ломоносова, главный научный сотрудник математической статистики оно составляет почти Института физики высоких энергий (Протвино четыре стандартных отклонения). Этот результат Московской области). Специалист по теоретичесвызывает обоснованную обеспокоенность физиков.

кой физике элементарных частиц. Основные облаПолучается, что практически одновременно с отсти научных исследований: квантовая теория поля, крытием t-кварка обнаружены явления, возможно, взаимодействия частиц и ядер при высоких энерсвидетельствующие о новых, необычных его свойст- гиях. Автор более 120 научных работ и двух учебвах. Изучается вариант теории, в котором t-кварк, в ных пособий.

..

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.