Леонид Гладилин, заведующий лабораторией высоких энергий НИИЯФ МГУ, д. ф.-м. н.
На детекторе ATLAS международная группа учёных, в числе которых сотрудники НИИЯФ МГУ, провела измерение характеристик распада бариона с тяжёлыми кварками с целью исследовать асимметрию барионов. Отчёт о работе опубликован на сайте arxiv.org.
О том, как проводилась работа и как понять, почему нарушена зеркальная симметрия между барионами и антибарионами, рассказал заведующий лабораторией высоких энергий НИИЯФ МГУ доктор физико-математических наук Леонид Гладилин.
- Леонид Константинович, расскажите о работе.
- Известно, что между барионами и антибарионами не сохраняется зеркальная симметрия, то есть имеются нарушения чётности. Чтобы узнать параметры нарушения чётности в нашей работе было проведено детальное измерение характеристик распада Λb-бариона - это такой аналог протона, но только в нём есть ещё b-кварк вместо одного из u-кварков.
- К чему исследование открывает путь?
- Я считаю, что это открывает путь к лучшему пониманию того, как тяжёлые барионы устроены, как они существуют, как распадаются. Это нужно для того, чтобы теоретики могли делать более детальные предсказания.
Далее, поскольку здесь речь идёт о барионах и о нарушении чётности, то можно считать, что такие измерения помогут понять: почему вокруг нас всё из материи и барионов, а антиматерии и антибарионов почти нет? Когда мы делаем детальные измерения распадов барионов, мы помогаем понять: в чём же разница между барионами и антибарионами? Вместе с этим должны в конце концов понять: почему у нас во Вселенной такая асимметрия материи и антиматерии?
- Кем проводилась работа?
- Работа проводилась в группе B-физики коллаборации ATLAS. В ней участвовало около десяти человек из разных стран. Россию представляют сотрудники НИИЯФ МГУ. Работа является общим трудом большой коллаборации, насчитывающей более 3 тысяч человек. До нас результаты аналогичной работы были опубликованы коллаборацией LHCb. Мы начинали работать не после них, а одновременно, но они опубликовались раньше. Вместе эти две работы дают хорошее представление о характеристиках распада бариона и о том, насколько это соответствует теории.
- Сравнивались результаты двух работ?
- Наши экспериментальные измерения сравнивались с экспериментальными измерениями коллаборации LHCb, в результате получено хорошее согласие. С этими экспериментальными измерениями также сравнивались теоретические предсказания – согласие похуже. Скорее всего потому, что детальные измерения таких распадов новые, и, естественно, у теоретиков их не было.
- Расскажите, пожалуйста, о механизме распада барионов.
- Использовался распад Λb-бариона, известный около 15 лет. В этом распаде Λb-барион преобразуется в частицу J/ψ и обычный Λ0-барион. Далее J/ψ распадается на мюоны положительного и отрицательного знака (µ+, µ-), а Λ0-барион на протон и π-мезон. В процессе анализа данных мы измеряем углы вылета двух мюонов, протона и π-мезона и вычисляем амплитуды, которые влияют на распад бариона.
- В ходе работы выяснилось: почему и каким образом нарушена зеркальная симметрия между барионами и антибарионами?
- В данной работе была измерена величина параметра нарушения симметрии в конкретном распаде. Само же явление - нарушение симметрии - принято рассматривать в качестве свойства слабых взаимодействий, то есть процессов обмена тяжёлыми W и Z бозонами.