Физики вдвое повысили точность измерения константы сильного взаимодействия

Сильное взаимодействие — это сила, которая скрепляет кварки внутри элементарных частиц. Чем дальше кварки пытаются разойтись, тем сильнее становится притяжение, поэтому они никогда не встречаются в изолированном виде — это явление называется конфайнментом. Константа сильного взаимодействия описывает вероятность обмена глюонами, частицами-переносчиками этой силы. Несмотря на название, она не постоянна: ее значение меняется с расстоянием между кварками.

Измерения константы проводятся на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН с помощью экспериментов ATLAS и CMS. Однако точность данных ограничивалась существующими моделями конфайнмента. Теперь международной команде физиков удалось преодолеть это ограничение.

Новый стандарт точности

В своем исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые использовали продвинутые численные модели и суперкомпьютерные вычисления, чтобы вдвое уменьшить погрешность измерения константы по сравнению с предыдущими работами. Как отметил профессор Стефан Синт, «этот прорыв стал возможен благодаря многим годам концептуальных разработок и работе над численными методами в крупномасштабных вычислениях».

Результат устанавливает новый стандарт для Стандартной модели физики элементарных частиц. Повышенная точность позволит исследователям лучше понять поведение кварков и глюонов внутри протонов, что критически важно для точных измерений свойств бозона Хиггса. Кроме того, это увеличивает шансы обнаружить неизвестные ранее физические эффекты, не укладывающиеся в Стандартную модель.

Путь к будущим открытиям

По словам Синта, теперь у ученых есть «четкий и понятный путь для будущих улучшений». Он также подчеркнул, что Ирландия, став ассоциированным членом ЦЕРН, получила возможность играть более заметную роль в этих усилиях благодаря поддержке фундаментальных исследований и высокопроизводительных вычислительных комплексов.

Физика высоких энергий, изучающая саму суть материи, с началом широкого применения суперкомпьютеров вышла на новый уровень. Это исследование — еще один шаг к более глубокому пониманию устройства нашего мира.