Физики десятилетиями пытались объединить квантовую механику и теорию относительности в единую теорию всего. Теория струн долгое время казалась лучшим кандидатом, но у неё есть серьёзная проблема — она настолько универсальна, что её практически невозможно проверить. Теперь исследователи из Пенсильванского университета нашли неожиданный способ поставить теорию струн в тупик.
Вместо поиска подтверждений теории учёные пошли от обратного — стали искать то, что она вообще не может объяснить. Их внимание привлекла странная группа из пяти связанных частиц, называемая 5-плетом. Среди них есть фермион Майораны — частица, которая является своей собственной античастицей.
"Мы перерыли все варианты теории струн, но 5-плет нигде не появляется", — говорит физик Джонатан Хекман. Если Большой адронный коллайдер обнаружит эту частицу, это станет двойным ударом: теория струн окажется под вопросом, а учёные получат нового кандидата на роль тёмной материи.
5-плет — крайне тяжёлая структура:
- Масса может превышать протон в 10 000 раз
- Для её создания нужны рекордные энергии столкновений
- Частицы почти мгновенно распадаются, оставляя едва заметные следы
Пока поиски на БАК не увенчались успехом, но учёные уже установили, что если 5-плет существует, его масса должна быть больше 650 ГэВ (в 5 раз тяжелее бозона Хиггса). Следующие запуски коллайдера с улучшенной чувствительностью могут дать ответ на этот вопрос.
Как отмечает аспирантка Ребекка Хикс: "Это как искать иголку в стоге сена, но если мы её найдём, это перевернёт всю физику". Исследование опубликовано в журнале Physical Review Research, и теперь вся надежда на новые эксперименты на БАК.