Многие субатомные частицы создаются путем столкновения внутренних частей атомов друг с другом.
Ученые уловили сигналы от самого маленького из когда-либо исследованных масштабов природы – в 100 миллиардов раз меньше атома.
Мир настолько мал, что некоторые физики прозвали его Зептовселенной.
Исследование, проведенное учеными из Кембриджа, было получено в результате эксперимента на Большом адронном коллайдере (LHC).
Эта огромная машина в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (ЦЕРН) на швейцарско-французской границе сталкивает атомы вместе, чтобы разделить их на части и выяснить, что находится внутри них.
Результат важен, потому что он может помочь исследователям разработать новую, более полную теорию того, как работает Вселенная.
Зептовселенную объяснил научный корреспондент BBC Паллаб Гош
«Стучать в дверь» зептоверса
Темная материя составляет большую часть нашего космоса, и тем не менее исследователи изо всех сил пытаются ее обнаружить.
Ученые знают, что он существует, потому что его гравитационная сила влияет на обычную материю, но во всех остальных отношениях он остался совершенно невидимым.
Итак, в этом эксперименте частицы сталкивались друг с другом при высокой энергии, и ученые изучали выброшенный материал — шрапнель от столкновений.
Одной из них является субатомная частица размером меньше атома, называемая кварком красоты.
Частица нестабильна и существует всего полторы триллионные доли секунды, прежде чем распасться на другие формы – распад.
Несмотря на его короткое время жизни, исследователям удалось обнаружить его взаимодействие с другими крошечными частицами на уровне миллиардной триллионной доли метра.
Некоторые теории предполагают, что на этих масштабах частицы более чувствительны к темной материи, и это может влиять на взаимодействие и разрушение кварков. Таким образом, обнаружение активности в этом крошечном мире может помочь ученым обнаружить темную материю.
«Мы стучимся в дверь этой зептоверсии», — сказал BBC News доктор Гарри Клифф из Кембриджского университета, который руководил анализом данных.
Он сказал, что этот субатомный танец предоставил исследователям возможность изучить поведение возможных новых частиц.
«И сейчас мы хотим пойти и исследовать и найти, какие новые частицы там ждут. А для этого нам нужно больше данных», — добавил Клифф.
Доктор Гарри Клифф — один из группы британских ученых, участвовавших в исследовании.
28 стран, участвующих в проекте, договорились о модернизации этого детектора на Большом адронном коллайдере (LHCb) стоимостью 150 миллионов фунтов стерлингов, что увеличит частоту этих распадов в десять раз.
«Благодаря этому мы сможем исследовать зептовселенную и посмотреть, что нас ждет», — сказал Клифф.
Но ранее в этом году агентство Великобритании по исследованиям и инновациям (UKRI), правительственный орган, отвечающий за финансирование исследований, объявило, что отзывает свою долю денег на запланированную модернизацию.
Он сделал это, объявив о сокращении нескольких других проектов в области физики элементарных частиц и астрономии, включая культовый телескоп Ловелла Джодрелла Бэнка.
Хотя это исследование проводилось учеными из Кембриджа, из-за сокращений профессор Тим Гершон, возглавляющий международное сотрудничество LHCb, сообщил BBC News, что полное участие Великобритании в исследовании будет поставлено под сомнение.
«Великобритания рискует не принять в этом участие и не сделать действительно крупных открытий», — сказал он BBC News.
«Но я думаю, что самый большой долгосрочный эффект исходит от того факта, что Великобритания не получит выгоды от обучения молодых людей, которые действительно являются нашим лучшим продуктом».
Доктор Мэри Ричардсон-Слиппер задается вопросом, продолжать ли свою исследовательскую карьеру в области физики в Великобритании или искать работу за границей.
Среди этих начинающих исследователей — доктор Мэри Ричардсон-Слиппер, которая является частью команды, сделавшей открытие зептоверса. Она пересматривает свое будущее в свете сокращений по физике.
«Мне нравится находиться здесь, в Великобритании, но я ищу работу за границей, потому что там, кажется, сейчас больше возможностей», — сказал Ричардсон-Слиппер.
Она добавила, что «многие» ее коллеги-исследователи, работающие в области фундаментальной физики, уже переехали.
Сокращения происходят, несмотря на общее рекордное увеличение бюджета на науку.
Исследования в Великобритании сократились, несмотря на рекордное финансирование науки
Профессор Брайан Кокс, телеведущий и исследователь частиц из Манчестерского университета, не входящий в исследовательскую группу, назвал результат «важным».
Однако он осудил недавнее решение сократить британское финансирование проекта ЦЕРН.
«Было бы необычно уйти от научного руководства Великобритании в этот момент, нанеся ущерб будущей исследовательской программе и серьезно повредив нашей с таким трудом завоеванной международной репутации», — сказал Кокс.
UKRI сообщила BBC News, что остается полноправным членом Cern и является его вторым по величине спонсором с доходом около 175 миллионов фунтов стерлингов в год.
Представитель UKRI заявил: «Мы обратились за независимым советом и разработали впечатляющий портфель новых инвестиций в инфраструктуру, который включает проекты в области чистой энергетики, медицинской визуализации и культурного наследия.
«Однако, как обычно, заявок на финансирование было больше, чем мы смогли поддержать».
