Эксперимент на Большом адронном коллайдере подтвердил, что кварки не имеют внутренней структуры вплоть до масштабов 10⁻²⁰ метров — то есть в миллиард раз меньше атомного ядра. Результаты исследования коллаборации CMS готовятся к публикации в журнале Physics Letters B.
Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, кварки — это фундаментальные, неделимые точечные частицы, базовые «кирпичики» вещества. Чтобы проверить это, физики воспользовались методом, во многом похожим на классический опыт Резерфорда, который когда-то доказал существование атомного ядра, изучив рассеяние частиц на золотой фольге. На БАК два пучка протонов сталкиваются с огромной энергией, рассыпаясь на кварки, из которых образуются пары адронных струй — так называемые диджеты. Измеряя углы их разлёта, учёные могут судить о внутреннем устройстве кварков.
Анализ данных второго запуска коллайдера не выявил никаких значимых отклонений от предсказаний Стандартной модели. Если внутренние части у кварка и существуют, они должны быть значительно меньше 10⁻²⁰ метров. Для модели, допускающей составную природу кварков, получен самый жёсткий на сегодня предел: энергетический масштаб, при котором такая структура могла бы проявиться, должен превышать 37 ТэВ — это в несколько раз выше максимальной энергии нынешнего БАК.
История физики знает немало случаев, когда «неделимое» оказывалось составным: молекулы распадались на атомы, атомы — на ядра и электроны, ядра — на протоны и нейтроны, а те — на кварки. Именно поэтому учёные не останавливаются. Третий запуск БАК после модернизации до режима высокой светимости даст значительно более точные данные и позволит искать структуру кварков при ещё более высоких энергиях. Пока же, по итогам второго запуска, Стандартная модель устояла и никаких признаков «новой физики» не обнаружено.
