Fizicienii suspectează că se găsește un al doilea boson Higgs - mai greu decât primul
Marele coliziune de hadroni continuă să uimească. Cu câțiva ani în urmă, fizicienii au descoperit bosonul Higgs prin ciocnirea și spargerea protonilor care călătoreau cu viteza luminii într-un inel uriaș cu viteza luminii. Să fie indirect - în urma decăderii sale, dar a fost descoperit. Pentru aceasta, oamenii de știință care au prezis existența bosonului Higgs - François Engler și, de fapt, însuși Peter Higgs au primit premiul Nobel pentru fizică în 2013.
Higgs a vărsat lacrimi când a aflat că bosonul său și Dumnezeu au fost descoperiți
În experimentele care au avut loc în decembrie 2015, protonii au fost izbiți de răzbunare. Ca rezultat, a fost posibil să scoată din univers o particulă necunoscută științei. După ce a zburat, s-a dezintegrat în fotoni. Energia lor a făcut posibilă estimarea masei particulei necunoscute - aproximativ 750 gigaelectronvolți. Și presupunem că a fost detectat un al doilea boson Higgs, care este de 6 ori mai greu decât primul eliminat în experimentele din 2011 și 2012. Fizicienii au vorbit despre acest lucru la o conferință care a avut loc recent în Italia - în Alpi.
Coliziunile de protoni cu dublat au scuturat o nouă particulă din univers
Potrivit teoriei, unul - primul - bosonul Higgs dă masă materiei din Univers, făcând toate celelalte particule „grele”. Prin urmare, se numește o particulă divină. Sau o bucată de Dumnezeu. Ea a lipsit pentru triumful final al Modelului Standard, care explică structura universului nostru. Doar o particulă.
Video promotional:
S-a găsit bosonul Higgs. Modelul standard a triumfat - nu a fost nevoie să-l revizuim și să căutăm ceva fizică nouă. Cu toate acestea, al doilea boson Higgs a distrus totul, deoarece existența sa nu a fost prevăzută de Modelul Standard. Adică nu ar trebui să fie. Și pare să fie …
Ce și ce înzestrează al doilea boson? Este aceasta o altă particulă divină? Nu există răspunsuri exacte. Încă nu există suficiente date statistice pentru ca încă un boson Higgs să fie recunoscut ca real. Dar probabilitatea acestui lucru este mare - cercetătorii a doi detectori - CMS (Compact Muon Solenoid) și ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) s-au împiedicat independent de urmele unei particule necunoscute.
Unul dintre detectoarele care au înregistrat decăderea celui de-al doilea boson Higgs.
Poate că, dacă descoperirea va fi confirmată, va fi totuși necesar să inventăm o nouă fizică, în care să existe mult mai multe particule decât în cea veche.
Unele capete științifice fierbinți fantezizează: ce se întâmplă dacă al doilea boson Higgs indică existența unei anumite a cincea forțe fundamentale - pe lângă cele patru cunoscute: gravitația, interacțiunea electromagnetică, interacțiunea nucleară puternică și slabă?
Sau noua particulă - deoarece este atât de grea - aparține aceleiași materii întunecate, care se presupune că este plină în Univers, dar care nu poate fi detectată în niciun fel?
Fizicienii la o răscruce de drumuri. Noi experimente la LHC pot fi începute oriunde. Dar nu te vor lăsa să te plictisești.
PE DE ALTĂ PARTE
Fizicienii nu se tem de căutarea unei noi fizici
Apropo, oamenii de știință nu aveau să se sprijine pe un boson Higgs. Și căutarea unor abordări ale noii fizici nu i-a speriat. Într-adevăr, într-o serie de experimente pe un LHC modernizat - capacitate dublată, care se va încheia în 2018 - la timp pentru Cupa Mondială din Rusia, aș dori acest lucru:
1. Obțineți materie întunecată. Conform teoriei, această substanță din Universul nostru este deja de 85%. Dar practic este încă evaziv. Nu se știe în ce constă materia întunecată, unde, cum și de ce este ascunsă.
Fizicienii nu sunt siguri că vor putea vedea direct materia întunecată - se așteaptă să înregistreze particulele în care se descompune. Apropo, bosonul Higgs a fost descoperit în mod similar.
2. Elimină unele particule exotice din protoni - de exemplu, cele supersimetrice, care sunt versiuni mai grele ale particulelor obișnuite. În teorie, ar trebui să existe din nou.
3. Înțelegeți unde a plecat antimateria. Conform teoriilor fizice existente, lumea noastră nu ar trebui să existe. La urma urmei, după cum suntem asigurați, a fost format ca urmare a Big Bang-ului, când ceva incredibil de mic și incredibil de dens a „explodat” brusc, s-a extins și s-a transformat în materie. Totuși, împreună cu aceasta, antimateria a fost obligată să se formeze - exact aceeași cantitate ca materia. Apoi trebuiau să anihileze - adică să dispară cu un fulger de lumină. Rezultatul este niciun univers. Cu toate acestea, este disponibil. Și dacă da, atunci, ca urmare a ceva, a existat mai multă materie decât antimaterie. Ceea ce a dus, în cele din urmă, la apariția tuturor lucrurilor. Dar ce a cauzat prejudecata de deschidere fructuoasă? Și unde, în cele din urmă, s-a dus toată antimateria? Ghicitori de nerezolvat. Vor încerca să le rezolve, primind particule de antimaterie în experimente la LHC.
4. Aflați dacă există dimensiuni suplimentare. Teoria admite pe deplin că în lumea noastră nu există trei dimensiuni - lungime, înălțime, lățime (X, Y, Z), ci mult mai mult. Din aceasta, spun ei, și gravitația se manifestă mult mai slabă decât alte interacțiuni fundamentale. Puterile ei merg spre alte dimensiuni.
Fizicienii cred că este posibil să se demonstreze existența unor dimensiuni suplimentare. Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți particule care pot exista numai cu dimensiuni suplimentare. În consecință, în noile experimente la LHC, ei - fizicienii - vor încerca să facă acest lucru.
5. Aranjați ceva de genul creației lumii. Fizicienii intenționează să reproducă primele momente ale vieții universului. Experimentele în care, în locul protonilor, se vor ciocni ioni de plumb mult mai grei, ar trebui să permită să se întoarcă chiar la origini. Și pentru a produce o substanță care a apărut acum aproximativ 13,7 miliarde de ani imediat după Big Bang. Și ca urmare a acesteia. La urma urmei, tocmai din acest eveniment nedumeritor ar fi avut loc crearea lumii. Și la început în ea - lumea - nu existau atomi, să nu mai vorbim de molecule, și exista doar așa-numita plasmă quark-gluon. Acesta va fi generat până la smithereens de ioni de plumb rupți după coliziuni frontale.
Experimentele similare anterioare nu au clarificat prea multe - nu a existat suficientă putere de coliziune. Acum a fost dublat. Iar plasma ar trebui să fie aceeași din care a constat Universul nou-născut.
Potrivit unei ipoteze, imediat ce a apărut, Universul nu s-a comportat ca un gaz. După cum sa sugerat anterior. Mai degrabă era lichid - dens și foarte fierbinte. Iar expresia „supă de quark-gluon”, care a fost aplicată materiei primare din ea, se poate dovedi a fi mai mult decât doar figurativă.
Alternativ, a fost creat mai întâi un gaz incredibil de fierbinte, apoi s-a transformat în ceva fierbinte și lichid. Și numai atunci - de aici - lumea din jurul nostru a început treptat să „iasă”. Poate că noile experimente cu putere prohibitivă vor permite o înțelegere mai exactă a materiei primare. Și stabiliți dacă a fost lichid sau gazos.
Fizicienii nucleari vor să înțeleagă cum funcționează universul
REFERINŢĂ
Bagel uriaș
Fizicienii de la Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN) și-au relansat mașina ciclopică - Large Hadron Collider (LHC), alias Large Hadron Collider (LHC), care a fost modernizat pe 3 iunie 2015. Energia de coliziune a protonilor din experimentele anterioare a fost de 7 teraelectronvolți (TeV). Și acum a fost adus până la 14 TeV.
Când LHC tocmai a fost construit, unul dintre fizicieni a dat naștere aforismului: „Vom încerca să vedem ce se întâmplă și vom încerca să înțelegem ce înseamnă”. Acum aforismul a devenit și mai relevant.
Reprezentanții a 100 de țări, peste 10 mii de oameni de știință și specialiști, inclusiv câteva sute din Rusia, au participat la crearea LHC și la experimentele ulterioare.
LHC este un accelerator de protoni în formă de gogoșă cu un diametru de 27 de kilometri. Este îngropat la adâncimi cuprinse între 50 și 175 de metri, la granița Elveției și Franței. Este căptușit cu magneți supraconductori - accelerarea particulelor - răcite de heliu lichid. Două fascicule de particule se mișcă în jurul inelului în direcții opuse și se ciocnesc cu aproape viteza luminii (0,9999 de ea). Și spargeți în bucăți: într-un număr atât de mare de fragmente, în care nimic nu putea fi spulberat înainte. Rezultatele sunt înregistrate folosind imensele detectoare ALICE, ATLAS, CMS și LHCb.
Inel mare de coliziune de hadroni
Oamenii de știință își propun să aducă numărul de coliziuni la un miliard pe secundă. Fasciculele de protoni care călătoresc de-a lungul inelului colizor urmează așa-numitele pachete. Până în prezent există 6 pachete, fiecare conținând aproximativ 100 de miliarde de protoni. Mai mult, numărul pachetelor va fi mărit la 2808.
Experimentele, care au durat din 2009 până în 2013, și seria actuală - pe colizorul modernizat - nu au provocat niciun fel de cataclism: nici global, nici local. Cel mai probabil va continua în viitor. Este adevărat, există planuri de a aduce energia coliziunilor protonilor la 33 teraelectronvolți (TeV). Acest lucru este de peste două ori mai mare decât în experimentele care au loc acum.
Vladimir LAGOVSKY
