Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
"). Стандартная модель с высокой точностью объясняет [поведение](https://hanga.su/glossary/behavior "Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
") известных частиц и фундаментальных взаимодействий, однако она по-прежнему не дает ответов на ряд ключевых вопросов. Ученые до сих пор не знают природу темной материи, не могут полностью объяснить преобладание [вещества](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") над антивеществом и продолжают искать признаки новых физических явлений, которые выходят за рамки существующих теорий. Одним из наиболее перспективных направлений таких исследований остается изучение редких распадов элементарных частиц. Именно в них могут скрываться следы новых форм материи или неизвестных взаимодействий. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, позволило установить самые жесткие на сегодняшний день ограничения на существование ряда гипотетических частиц, которые могут быть связаны с темной материей и так называемым скрытым сектором Вселенной. Работа была выполнена исследователем Мельбурнского университета доктором Даниэлем Маркантонио на основе данных знаменитого эксперимента Belle, который проводился в японской лаборатории KEK. Основной целью [анализа](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
") стал поиск так называемых слабо взаимодействующих частиц, известных под аббревиатурой FIP. Эти гипотетические объекты считаются одними из наиболее вероятных кандидатов на роль новой физики за пределами Стандартной модели. Слабо взаимодействующие частицы представляют особый интерес для ученых, поскольку они могут практически не взаимодействовать с обычным веществом. Именно поэтому их чрезвычайно сложно обнаружить напрямую. Тем не менее многие современные теоретические модели предсказывают их существование. Некоторые варианты таких частиц рассматриваются как кандидаты на темную материю, тогда как другие могут выступать посредниками между обычной материей и неизвестным темным сектором Вселенной. Для проведения исследования использовались данные столкновений электронов и позитронов. При определенной [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") такие столкновения приводят к образованию большого количества B-мезонов — тяжелых нестабильных частиц, содержащих нижний кварк. B-мезоны давно считаются одной из лучших лабораторий для поиска новой физики, поскольку их распады чрезвычайно чувствительны к влиянию даже очень слабых неизвестных взаимодействий. В ходе работы ученые исследовали несколько редких каналов распада B-мезонов. Согласно ряду теоретических моделей, в процессе распада может возникать невидимая частица нового типа, сопровождаемая хорошо известными частицами, например пионами, каонами, протонами или другими мезонами. Исследование охватило пять различных вариантов распада, причем три из них ранее никогда не анализировались столь подробно. Главный результат может показаться неожиданным: никаких признаков новых частиц обнаружено не было. Однако в физике высоких энергий отсутствие сигнала часто оказывается не менее важным, чем его обнаружение. Каждый неудачный поиск позволяет исключить целые классы теоретических моделей и значительно сузить область возможных параметров новых частиц. Физический смысл такого подхода достаточно прост. Если гипотетическая частица существует и взаимодействует с обычной материей сильнее определенного уровня, ее присутствие должно проявляться в экспериментальных данных в виде характерного сигнала. Поскольку такого сигнала обнаружено не было, ученые могут установить верхние пределы силы взаимодействия и вероятности возникновения подобных процессов. Полученные ограничения оказались самыми строгими в мире для всех пяти исследованных каналов распада. Это существенно сокращает число допустимых сценариев существования новых частиц и позволяет будущим экспериментам сосредоточиться на более узких диапазонах параметров. Особый интерес представляют аксионоподобные частицы и темные скаляры — гипотетические объекты, которые активно рассматриваются в современной теоретической физике. Некоторые из них могут участвовать в формировании темной материи, которая, по оценкам космологов, составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной. Хотя новое исследование не исключает их существование полностью, оно значительно ограничивает диапазон возможных характеристик таких частиц. Работа стала возможной благодаря уникальному объему экспериментальных данных. В распоряжении исследователей находилась [информация](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") о более чем 770 миллионах пар B-мезонов, зарегистрированных установкой Belle. Такой масштаб наблюдений позволяет изучать процессы, происходящие чрезвычайно редко, иногда всего несколько раз на миллиарды событий. Для повышения точности использовался [метод](https://hanga.su/glossary/method "Метод — это системный подход, который помогает учёным решать сложные задачи и находить ответы на важные вопросы. В науке метод играет ключевую роль, направляя процесс познания и делая его результативным. От правильного выбора метода зависят точность и достоверность полученных данных.
") B-тегирования. Его суть заключается в полном восстановлении параметров одного B-мезона в событии. Это позволяет с высокой точностью определить характеристики второго мезона и выявить даже очень слабые отклонения от предсказаний Стандартной модели. Значение результатов выходит далеко за рамки поиска отдельных гипотетических частиц. Они также затрагивают одну из крупнейших загадок современной [космологии](https://hanga.su/glossary/cosmology "Космология — это раздел астрофизики, изучающий происхождение, структуру, состав и эволюцию Вселенной в целом. Она опирается на наблюдения космического микроволнового фона, распределения галактик, красного смещения и другие астрофизические данные, позволяющие восстановить картину развития космоса от первых долей секунды после Большого взрыва до современного состояния.
") — происхождение асимметрии между материей и антиматерией. Согласно современным представлениям, после Большого взрыва [вещество](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") и антивещество должны были образоваться примерно в равных количествах. Однако наблюдаемая [Вселенная](https://hanga.su/glossary/universe "Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
") почти полностью состоит из обычной материи. Одно из возможных объяснений связано с механизмом, известным как B-мезогенезис. Согласно этой гипотезе, распады B-мезонов в ранней Вселенной могли способствовать переносу части антиматерии в скрытый темный сектор, что привело к современному [доминированию](https://hanga.su/glossary/dominance "Доминирование — это форма взаимодействия, при которой один индивид, группа или система получает устойчивое преимущество над другими в рамках определённых условий. В биологии доминирование проявляется как иерархическое поведение, обеспечивающее доступ к ресурсам, партнёрам или территории. Оно закрепляется эволюционными механизмами и часто связано с физиологическими и поведенческими особенностями особей.
") обычного вещества. Новое исследование исключает ряд вариантов этого сценария для определенных масс гипотетических частиц темного сектора. Полученные данные имеют большое значение для будущих проектов в области физики высоких энергий. Они помогут скорректировать направления поиска на установках нового поколения, включая Belle II, который уже собирает значительно больший объем информации. Кроме того, результаты могут использоваться исследователями, работающими на других ускорительных комплексах и детекторах по всему миру. Современная физика все чаще движется вперед именно благодаря таким точным измерениям. Даже отсутствие открытия позволяет шаг за шагом сокращать [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") неопределенности и приближаться к пониманию фундаментального устройства Вселенной. Каждый новый предел, установленный для гипотетических частиц, делает будущие поиски более целенаправленными и помогает ученым сосредоточиться на наиболее перспективных направлениях. Исследование показывает, что эпоха открытия новой физики может начаться не только с обнаружения неизвестной частицы, но и с последовательного исключения множества альтернативных сценариев. Именно такой подход сегодня считается одним из наиболее эффективных инструментов в поиске ответов на вопросы о [природе](https://hanga.su/glossary/nature "Природа — это удивительная совокупность экосистем, живых организмов и природных явлений, которые формируют наш мир. Каждый элемент природы, от мельчайших микробов до величественных гор и океанов, играет важную роль в поддержании жизни на планете.
") темной материи, происхождении вещества и существовании скрытых структур, которые могут составлять значительную часть нашей Вселенной. **Ссылка:** «Поиск слабо взаимодействующих частиц в распадах B-электронов с недостающей энергией на станции Belle» [ DOI: 10.1103/1rl4-j3np.](https://dx.doi.org/10.1103/1rl4-j3np "DOI: 10.1103/1rl4-j3np") - [ Открытия ](https://hanga.su/discoveries) - [ Космос ](https://hanga.su/space) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 17 - Связанные материалы: [Как «супертелескоп» размером с Землю обнаружил самый легкий сгусток темной материи во Вселенной](https://hanga.su/2186,2026)| [Физики приблизились к открытию глюбола — необычной частицы, состоящей почти только из глюонов](https://hanga.su/2496,2026) - Похожие материалы: [Бозон Хиггса и судьба Вселенной: как частица, дающая массу, может изменить космос](https://hanga.su/1443,2025) | [Виртуальные частицы: математическая иллюзия, которая раскрывает тайны Вселенной](https://hanga.su/1361,2025) | [Граница между квантовым и классическим миром: от микрочастиц до макроскопической реальности](https://hanga.su/1588,2026) | [Дробные экситоны: открытие нового класса частиц меняет представления о квантовой механике](https://hanga.su/486,2025) | [Как ведут себя тяжелые частицы в условиях, подобных началу Вселенной: новейшие данные из адронной материи](https://hanga.su/843,2025) | [Квантовая запутанность: от телепатии частиц к интернету будущего и новым загадкам мироздания](https://hanga.su/1487,2025) Загрузка следующей статьи...