В лаборатории Фермилаб, где физики десятилетиями разгоняли частицы до околосветовых скоростей, случилось нечто, заставившее их отложить привычные расчёты. Обслуживая коллайдер Тэватрон — второй по величине ускоритель элементарных частиц после Большого адронного коллайдера, — учёные наткнулись на аномалию, которая, возможно, указывает на рождение совершенно новой, неизвестной науке частицы. Сообщение об этом появилось в авторитетном журнале Nature, а предварительные данные были выложены в открытый доступ на arXiv.org.

Сама история началась в недрах детектора CDF — одного из приборов, фиксирующих столкновения протонов с антипротонами в ускорительном тоннеле Тэватрона. При таких лобовых ударах рождаются другие частицы, которые почти сразу распадаются на более стабильные фрагменты. Анализируя эти конечные продукты, физики могут судить о том, что происходило в первые мгновения после столкновения. Именно этим и занималась группа исследователей, когда их внимание привлёк странный избыток сигналов в событиях, связанных с W-бозонами.

Нежданный избыток там, где его не ждали

W-бозоны — частицы, отвечающие за слабое взаимодействие, одно из четырёх фундаментальных воздействий природы наряду с гравитационным, сильным и электромагнитным. Каждый раз, когда в коллайдере рождался такой бозон, за ним следовали потоки двух других частиц. Однако при энергиях столкновений, превышающих 114 гигаэлектронвольт, картина менялась: детектор начинал регистрировать подозрительно много электронов и мюонов. Словно в цепочке распадов появлялось лишнее звено.

Учёные предположили, что этот избыток может быть следствием появления новой, неизвестной частицы. Она, вероятно, возникает одновременно с W-бозоном и тут же распадается, добавляя в картину лишние электроны и мюоны. Если гипотеза верна, то физики впервые столкнулись с объектом, который не вписывается в существующие теоретические модели.

Не Хиггс и нечто иное

Первым делом исследователи проверили, не является ли загадочная частица бозоном Хиггса — той самой частицей, которая, согласно общепринятой гипотезе, наделяет массой все остальные. Однако расчёты показали: при энергиях, использованных в эксперименте, распад бозона Хиггса должен приводить к совершенно другим цепочкам частиц. Аномалия выглядела иначе. Так что если эффект реален, а не вызван погрешностью измерений, речь идёт о чём-то принципиально новом.

Короткий отчёт об этих результатах был также опубликован на сайте Национальной лаборатории Фермилаб, которая курирует работу Тэватрона. Но дальнейшие исследования пришлось приостановить — причём по причине, далёкой от физики высоких энергий. В коллайдер попала молния, и все эксперименты были временно остановлены. А в октябре того же года работы на Тэватроне планировалось свернуть окончательно, несмотря на множество перспективных данных, полученных за годы его эксплуатации.

Так загадка осталась неразрешённой. Возможно, в будущем, когда физики перепроверят накопленные данные или проведут новые эксперименты на других установках, природа аномалии прояснится. Пока же остаётся лишь гадать: была ли это долгожданная новая частица, или же приборы сыграли с учёными злую шутку. Александр Дюма-сын однажды заметил: «Если мужчины совершенно не понимают женского сердца, то...» — и физики, столкнувшиеся с капризами субатомного мира, возможно, могли бы закончить эту фразу по-своему.