Fysikere mistenker at et annet Higgs-boson er funnet - tyngre enn det første
Large Hadron Collider forbløffer. For noen år siden oppdaget fysikere Higgs boson ved å kollidere og knuse protoner som beveger seg med lysets hastighet i en gigantisk ring med lysets hastighet. La det være indirekte - i kjølvannet av forfallet, men det ble oppdaget. For dette ble forskerne som forutsa eksistensen av Higgs boson - François Engler og faktisk Peter Higgs selv tildelt Nobelprisen i fysikk i 2013.
Higgs falt tårer da han fikk vite at hans og Guds boson var blitt oppdaget
I eksperimenter som fant sted i desember 2015, ble protoner slått med hevn. Som et resultat ble en partikkel ukjent for vitenskapen slått ut av universet. Etter å ha fløyet ut, gikk den i oppløsning til fotoner. Deres energi gjorde det mulig å estimere massen til den ukjente partikkelen - omtrent 750 gigaelektronvolter. Og anta at det er oppdaget et nytt Higgs-boson, som er 6 ganger tyngre enn det første som ble slått ut i eksperimentene i 2011 og 2012. Fysikere snakket om dette på en konferanse som nylig ble avholdt i Italia - i Alpene.
Kollisjoner av protoner med doblet rystet ut en ny partikkel fra universet
I følge teorien gir den ene - den første - Higgs-bosonen masse til materie i universet, noe som gjør alle andre partikler "vektige". Derfor kalles det en guddommelig partikkel. Eller et stykke av Gud. Det var hun som manglet for den endelige triumfen til Standardmodellen, som forklarer strukturen i vårt univers. Bare en partikkel.
Kampanjevideo:
Higgs boson ble funnet. Standardmodellen har triumfert - det er ikke lenger behov for å revidere den og se etter litt ny fysikk. Imidlertid ødela det andre Higgs-boson alt, siden dets eksistens ikke ble forutsett av standardmodellen. Det vil si at det ikke skal være det. Og han ser ut til å være …
Hva og hva gir den andre bosonen? Er dette en annen guddommelig partikkel? Det er ingen eksakte svar. Det er fremdeles ikke nok statistiske data til at ett Higgs-boson til kan bli anerkjent som ekte. Men sannsynligheten for dette er høy - forskerne fra to detektorer - CMS (Compact Muon Solenoid) og ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) snublet uavhengig av sporene til en ukjent partikkel.
En av detektorene som registrerte forfallet til det andre Higgs bosonet.
Kanskje, hvis oppdagelsen blir bekreftet, vil det fortsatt være nødvendig å oppfinne en ny fysikk der det er mye flere partikler enn i den gamle.
Noen varme vitenskapelige hoder fantaserer: hva om det andre Higgs-bosonet indikerer eksistensen av en viss femte grunnleggende kraft - i tillegg til de kjente fire: tyngdekraften, elektromagnetisk interaksjon, sterk og svak kjernefysisk interaksjon?
Eller tilhører den nye partikkelen - siden den er så tung - den samme mørke materien, som visstnok er full i universet, men som ikke kan oppdages på noen måte?
Fysikere ved et veikryss. Nye eksperimenter ved LHC kan startes hvor som helst. Men de lar deg ikke kjede deg.
PÅ DEN ANDRE SIDEN
Fysikere er ikke redd for jakten på ny fysikk
Forskere skulle forresten ikke hvile på et Higgs-boson. Og søket etter tilnærminger til ny fysikk skremte dem ikke. I en serie eksperimenter på et modernisert LHC - med doblet kapasitet, som vil avsluttes i 2018 - akkurat i tide til verdensmesterskapet i Russland, vil jeg gjerne ha dette:
1. Få mørk materie. I følge teorien er dette stoffet i vårt univers allerede 85 prosent. Men praktisk talt er det fortsatt unnvikende. Det er ikke kjent hva mørk materie består av, hvor, hvordan og hvorfor den er skjult.
Fysikere er ikke sikre på at de vil kunne se mørk materie direkte - de forventer å registrere partiklene som den forfaller i. Forresten ble Higgs boson oppdaget på en lignende måte.
2. Slå ut noen eksotiske partikler fra protonene - for eksempel supersymmetrisk, som er tyngre versjoner av vanlige partikler. I teorien burde de eksistere igjen.
3. Forstå hvor antimaterialet har gått. I følge de eksisterende fysiske teoriene, burde ikke vår verden eksistere. Når alt kommer til alt, som vi er forsikret, ble det dannet som et resultat av Big Bang, da noe utrolig lite og utrolig tett plutselig "eksploderte", utvidet seg og ble til materie. Imidlertid, sammen med det, var også antimaterie forpliktet til å danne - nøyaktig samme mengde som materie. Så skulle de tilintetgjøre - det vil si forsvinne med et lysglimt. Resultatet er ikke noe univers. Imidlertid er den tilgjengelig. Og i så fall var det mer materie enn antimateriale som et resultat av noe. Som til slutt førte til fremveksten av alle ting. Men hva forårsaket den fruktbare åpningsskjevheten? Og hvor, til slutt, gikk alt antimateriale? Uoppløselige gåter. De vil prøve å løse dem, motta antimateriellpartikler i eksperimenter ved LHC.
4. Finn ut om det er flere dimensjoner. Teorien innrømmer fullt ut at det i vår verden ikke er tre dimensjoner - lengde, høyde, bredde (X, Y, Z), men mye mer. Fra dette, sier de, og tyngdekraften manifesterer seg mye svakere enn andre grunnleggende interaksjoner. Kreftene hennes går til andre dimensjoner.
Fysikere mener at det er mulig å bevise eksistensen av ekstra dimensjoner. For å gjøre dette må du finne partikler som bare kan eksistere med ytterligere dimensjoner. Følgelig, i nye eksperimenter ved LHC, vil de - fysikere - prøve å gjøre dette.
5. Arranger noe som skapelsen av verden. Fysikere har til hensikt å reprodusere de første øyeblikkene i universets liv. Eksperimenter der, i stedet for protoner, mye tyngre blyioner vil kollidere, bør tillate å vende tilbake til opprinnelsen. Og å produsere et stoff som dukket opp for omtrent 13,7 milliarder år siden umiddelbart etter Big Bang. Og som et resultat av det. Tross alt var det fra denne forvirrende hendelsen at verdens skapelse angivelig fant sted. Og først i den - verdenen - var det ingen atomer, enn si molekyler, og det var bare det såkalte kvark-gluon-plasmaet. Det vil bli generert til smithereens av blyioner brutt etter frontale kollisjoner.
Tidligere lignende eksperimenter avklarte ikke mye - det var ikke nok kollisjonskraft. Nå er den doblet. Og plasmaet skulle være det samme som det nyfødte universet besto av.
I følge en hypotese oppførte Universet seg ikke som en gass så snart den dukket opp. Som tidligere antydet. Snarere var den flytende - tett og supervarm. Og uttrykket "kvark-gluonsuppe", som ble brukt på den primære saken i den, kan vise seg å være mer enn bare figurativt.
Alternativt ble det opprettet en utrolig varm gass først, så ble den til noe varmt og flytende. Og først da - fra dette - begynte verden rundt oss gradvis å "dukke opp". Kanskje nye eksperimenter med uoverkommelig kraft vil tillate en mer nøyaktig forståelse av primær materie. Og finn ut om den var flytende eller gassformig.
Kjernefysikere vil forstå hvordan universet fungerer
HENVISNING
Kjempe bagel
Fysikere fra European Organization for Nuclear Research (CERN) lanserte sin syklopiske maskin på nytt - Large Hadron Collider (LHC), aka Large Hadron Collider (LHC), som ble modernisert 3. juni 2015. Kollisjonsenergien til protoner i tidligere eksperimenter var 7 teraelektronvolt (TeV). Og nå er det tatt opp til 14 TeV.
Da LHC nettopp ble bygd, fødte en av fysikerne aforismen: "Vi vil prøve å se hva som skjer og prøve å forstå hva det betyr." Nå har aforismen blitt enda mer relevant.
Representanter for 100 land, mer enn ti tusen forskere og spesialister, inkludert flere hundre fra Russland, deltok i etableringen av LHC og i påfølgende eksperimenter.
LHC er en doughnutformet protonakselerator med en diameter på 27 kilometer. Den er gravlagt på 50 til 175 meters dyp på grensen til Sveits og Frankrike. Den er foret med superledende - partikler som akselererer - magneter avkjølt av flytende helium. To stråler av partikler beveger seg rundt ringen i motsatt retning og kolliderer med nesten lysets hastighet (0,9999 fra den). Og knuses i smeder: i et slikt antall fragmenter som ingenting kunne knuses før. Resultatene blir registrert ved hjelp av store detektorer ALICE, ATLAS, CMS og LHCb.
Stor Hadron Collider Ring
Forskere sikter mot å bringe antall kollisjoner til en milliard per sekund. Bjelkene av protoner som beveger seg langs kolliderringen følger de såkalte pakkene. Så langt er det 6 pakker, som hver inneholder omtrent 100 milliarder protoner. Videre vil antall pakker økes til 2808.
Eksperimentene, som varte fra 2009 til 2013, og den nåværende serien - om den moderniserte kollideren - forårsaket ikke noen katastrofer: verken global eller lokal. Mest sannsynlig vil det overføre i fremtiden. Det er sant at det er planer om å bringe energien fra kollisjoner av protoner til 33 teraelektronvolter (TeV). Dette er mer enn dobbelt så mye som i eksperimentene som pågår nå.
Vladimir LAGOVSKY
