Неуловимая частица может поставить под сомнение всю теорию струн

Физики из Пенсильванского университета предложили неожиданную проверку для теории струн — теории, претендующей на объединение всех известных сил природы. Вместо того чтобы искать подтверждения теоретическим прогнозам, они пошли от обратного: попытались выяснить, что теория категорически не допускает.

И нашли — одну экзотическую частицу, которую, если вдруг обнаружат на Большом адронном коллайдере, теория струн объяснить не […]

Физики из Пенсильванского университета предложили неожиданную проверку для теории струн — теории, претендующей на объединение всех известных сил природы. Вместо того чтобы искать подтверждения теоретическим прогнозам, они пошли от обратного: попытались выяснить, что теория категорически не допускает. И нашли — одну экзотическую частицу, которую, если вдруг обнаружат на Большом адронном коллайдере, теория струн объяснить не сможет. Это поставит под угрозу её состоятельность как научной модели, передаёт Science Daily.

Теория струн, по сути, описывает все частицы как крошечные вибрирующие струны, и, в отличие от Стандартной модели, обещает включить в уравнения и гравитацию. Но есть загвоздка: чтобы быть математически непротиворечивой, ей нужны дополнительные измерения пространства — десять или одиннадцать, причём большинство из них «свёрнуты» до микроскопических масштабов. Кроме того, поведение струн можно заметить лишь на экстремально высоких энергиях — выше тех, что достигаются в современных ускорителях.

Авторы работы — профессор Джонатан Хекман, аспирантка Ребекка Хикс и их коллеги — показали, что теория струн не способна описать определённый тип частицы: так называемый «пятилёт» (5-plet) — группу из пяти связанных фермионов, действующих по слабому взаимодействию.

Причём не просто экзотических, а таких, которые теоретически могут быть замечены в экспериментах. Эти частицы, по расчётам, быстро распадаются, оставляя в детекторах странные исчезающие следы — характерный «почерк», который способен выдать их присутствие.

Поиск таких сигналов на данных ATLAS уже ведётся. Пока никаких признаков не найдено — что позволяет исключить лёгкие варианты этих частиц. Однако более тяжёлые, в пределах 1–10 ТэВ, остаются вполне возможными. И если они будут найдены, последствия будут огромными: это не только серьёзный удар по теории струн, но и возможный ключ к пониманию тёмной материи, чья природа остаётся одной из главных загадок современной физики.

Хекман подчёркивает: цель не в том, чтобы доказать несостоятельность теории, а в том, чтобы проверить её на прочность. «Если она выдержит — прекрасно. Если нет — это тоже шаг к истине».