Новая частица растворилась с шумом

Доклады, прозвучавшие в Чикаго на Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP), похоронили надежды физиков-теоретиков на открытие на Большом адронном коллайдере (БАК) новой массивной частицы.

А вместе с ними отправили в мусорную корзину полутысячи научных статей, успевших появиться за последние полгода.

История с новой загадочной частицей началась еще в декабре прошлого года, когда детекторы сразу двух экспериментов — Atlas и CMS — зафиксировали избыточное рождение фотонов, рождающихся при столкновении высокоэнергичных протонов на ускорителе. Фотоны в этих экспериментах рождаются постоянно, однако в тот раз физиков нахмурить брови заставило превышение энергии фотонов относительно предсказанных значений,

причем замечено это было независимо двумя разными детекторами, учеными, по сути, конкурирующих команд.

Да и данные, полученные детекторами, отличались мало — все указывало на существование в мире ранее неизвестной науке частицы в 15 раз тяжелее атома железа массой 750 ГэВ.

Впрочем, были и сомневающиеся в новом открытии. Так, Тициано Кампорези, руководитель группы CMS, предложил коллегам спор на 20 бутылок вина против одной, что частицы не окажется. «Никто из коллег не согласился принять мой спор. Я предложу еще и с радостью проиграл бы», — пошутил он тогда.

Ситуация была похожа на историю с обнаружением бозона Хиггса, предсказанного в 1964 году. За его открытие в итоге была дана Нобелевская премия. Споры разгорались, к весне число публикаций на тему новой частицы перевалило за две сотни. Кто-то полагал, что открыт более тяжелый «родственник» бозона Хиггса или вовсе его составная частица или она является гравитоном, переносчиком гравитации.

Лучше обработав массив данных и добавив к наблюдениям 2015 года данные за 2011 и 2012 годы, команда CMS в марте объявила, что их всплеск на графике распределения энергий вырос и статистическая значимость достигла 3,4 сигмы, а потом была скорректирована до 1,6 сигмы — все же весьма шаткий для каких-то выводов результат. В Atlas заявили о значимости в 3,6 сигмы, затем 2 сигмы — это означает, что вероятность того, что всплеск был случаен,

так же мала, как выстроение пяти подброшенных бусин в один ряд. Но все же она есть.

Именно поэтому достоверно значимым в статистических наблюдениях считается результат с 5 сигмами и выше. Время шло, и объявления новых результатов физики ждали на проходящей в эти дни в Чикаго конференции ICHEP — самой престижной международной встречи специалистов в области элементарных частиц, где планировалось обнародование новых результатов, полученных после весеннего отключения коллайдера.

Кстати, к началу этой конференции физики всего мира выпустили более 500 статей, посвященных загадочной частице.

«Про частицу в 750 ГэВ доклады CMS и Atlas закончились меньше часа назад. Да, совсем рассосалась частица... у Atlas пик подвинулся в сторону 710–730 ГэВ, и значимость стала меньше 2 сигм, а у CMS совсем исчез», — рассказал «Газете.Ru» сотрудник МФТИ, к.ф-м.н. Александр Былинкин, участвующий в конференции.

«То, что мы видели в данных 2015 года, было всплеском, который хотя и имел низкую статистическую значимость, но это был всплеск, набор событий с массой 750 ГэВ, — заявил Дэвид Чарлтон, представитель Atlas. — В этой области мы сейчас не видим ничего. Мы видим множество событий, но не видим всплеска».

Основной вывод докладов заключался в том, что ученым нужно еще больше статистики

«Физики были удивлены тем, что всплеск на 750 ГэВ появился в двух независимых экспериментах. Совпадения всегда выглядят странно. Но не забывайте: двухфотонное превышение — это только один из многих поисков, которыми мы занимаемся», — добавил Чарлтон.

«Все-таки 3 сигмы — это довольно мало. И когда люди хотят убедить себя в чем-то, им легко это сделать и с 3 сигмами, и это напрямую связано с бюджетами эксперимента, который надо постоянно чем-то оправдывать, — поделился мнением д.ф-м.н., специалист по элементарным частицам Андрей Ростовцев. — Такая же история была несколько раз с кварк-глюонной плазмой, которую несколько раз видели в разных местах и со сверхсветовым нейтрино,

были и другие случаи, в которых значимость достигала и 10 сигм, когда на эксперименте H1 была «найдена» частица из 4 кварков».

По словам физика, ученые убеждены, что за границами стандартной модели существует что-то, что еще неизвестно, иначе мир, описываемый ею, остается, как говорят физики, «несамосогласован». Поэтому так активно ведутся поиски новых частиц, полей и явлений и поэтому даже малые отклонения от теории заставляют души физиков «так вибрировать».