Физиците подозират, че е открит втори хигс бозон - по-тежък от първия
Големият адронен колайдер продължава да изумява. Преди няколко години физиците откриха хигс бозона чрез сблъскване и разбиване на протони, пътуващи със скоростта на светлината в гигантски пръстен със скоростта на светлината. Нека бъде непряко - след разпадането му, но е открито. За което учените, които прогнозираха съществуването на хигс бозона - Франсоа Енглер и всъщност самият Питър Хигс през 2013 г. получиха Нобелова награда по физика.
Хигс проля сълзи, когато научи, че неговият бозон и Бог са били открити
В експерименти, проведени през декември 2015 г., протоните бяха удряни с отмъщение. В резултат на това беше възможно да се избие непозната за науката частица от Вселената. След като излетя, той се разпадна на фотони. Тяхната енергия позволи да се оцени масата на неизвестната частица - около 750 гигаелектронволта. И да приемем, че е открит втори хигс бозон, който е 6 пъти по-тежък от първия, нокаутиран в експериментите от 2011 и 2012 г. Физиците говориха за това на конференция, която наскоро се проведе в Италия - в Алпите.
Сблъсъци на протони с удвоени изтръскаха нова частица от Вселената
Според теорията един - първият - богът на Хигс придава маса на материята във Вселената, правейки всички останали частици „тежки“. Следователно тя се нарича божествена частица. Или парче от Бога. Именно тя липсваше за окончателния триумф на Стандартния модел, който обяснява структурата на нашата Вселена. Само една частица.
Промоционално видео:
Намерен е бозонът на Хигс. Стандартният модел триумфира - нямаше нужда да го преразглеждаме и да търсим някаква нова физика. Вторият бозон на Хигс обаче съсипа всичко, тъй като неговото съществуване не беше предвидено от Стандартния модел. Тоест, не трябва да бъде. И той изглежда е …
Какво и какво дарява вторият бозон? Това ли е друга божествена частица? Няма точни отговори. Все още няма достатъчно статистически данни, за да може още един бог на Хигс да бъде признат за реален. Но вероятността за това е голяма - изследователите на два детектора - CMS (Compact Muon Solenoid) и ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) независимо се натъкнаха на следите от неизвестна частица.
Един от детекторите, регистрирал разпадането на втория хигс бозон.
Може би, ако откритието бъде потвърдено, все пак ще е необходимо да се измисли нова физика, в която има много повече частици, отколкото в старата.
Някои горещи научни глави фантазират: какво, ако вторият хигс бозон показва съществуването на определена пета основна сила - в допълнение към известните четири: гравитация, електромагнитно взаимодействие, силно и слабо ядрено взаимодействие?
Или новата частица - тъй като е толкова тежка - принадлежи към същата тъмна материя, която уж е пълна във Вселената, но която не може да бъде открита по никакъв начин?
Физици на кръстопът. Нови експерименти в LHC могат да започнат навсякъде. Но те няма да ви позволят да скучаете.
ОТ ДРУГА СТРАНА
Физиците не се страхуват от търсенето на нова физика
Между другото учените нямаше да почиват на един Хигс бозон. И търсенето на подходи към новата физика не ги изплаши. Всъщност в поредица от експерименти върху модернизиран LHC - удвоен капацитет, който ще приключи през 2018 г. - точно навреме за Световното първенство в Русия, бих искал това:
1. Вземете тъмна материя. Според теорията това вещество във нашата Вселена вече е 85 процента. Но на практика все още е неуловим. Не е известно от какво се състои тъмната материя, къде, как и защо е скрита.
Физиците не са сигурни, че ще могат директно да виждат тъмната материя - очакват да регистрират частиците, в които тя се разпада. Между другото, бозонът на Хигс е открит по подобен начин.
2. Избийте някои екзотични частици от протоните - например суперсиметрични, които са по-тежки версии на обикновените частици. На теория те би трябвало да съществуват отново.
3. Разберете къде е отишъл антиматерията. Според съществуващите физически теории нашият свят не би трябвало да съществува. В края на краищата, както ни уверяват, той се е образувал в резултат на Големия взрив, когато нещо невероятно мъничко и невероятно плътно внезапно „избухна“, разшири се и се превърне в материя. Заедно с това обаче антиматерията е била длъжна да образува - точно същото количество като материята. След това те трябваше да унищожат - тоест да изчезнат със светкавица. Резултатът е никаква вселена. Налице е обаче. И ако е така, тогава в резултат на нещо имаше повече материя, отколкото антиматерия. Което доведе в крайна сметка до появата на всички неща. Но какво причини плодотворното отваряне? И къде в крайна сметка отиде цялата антиматерия? Неразрешими загадки. Те ще се опитат да ги разрешат, получавайки частици антиматерия в експерименти в LHC.
4. Разберете дали има допълнителни размери. Теорията напълно признава, че в нашия свят няма три измерения - дължина, височина, ширина (X, Y, Z), а много повече. От това, казват те, и гравитацията се проявява много по-слабо от другите фундаментални взаимодействия. Нейните сили отиват в други измерения.
Физиците вярват, че е възможно да се докаже съществуването на допълнителни измерения. За да направите това, трябва да намерите частици, които могат да съществуват само с допълнителни размери. Съответно, при нови експерименти в LHC, те - физиците - ще се опитат да направят това.
5. Подредете нещо като създаването на света. Физиците възнамеряват да възпроизведат първите моменти от живота на Вселената. Експериментите, при които вместо протони ще се сблъскат много по-тежки оловни йони, трябва да позволят да се върне към самия произход. И да произведе вещество, което се появи преди около 13,7 милиарда години непосредствено след Големия взрив. И в резултат на това. В края на краищата тъкмо от това озадачаващо събитие се е случило създаването на света. И отначало в него - света - нямаше атоми, камо ли молекули, а имаше само така наречената кварк-глюонна плазма. Той ще бъде генериран на пръчки от оловни йони, счупени след челни сблъсъци.
Предишни подобни експерименти не изясниха много - нямаше достатъчно сила на сблъсъка. Сега тя е удвоена. И плазмата трябва да бъде същата, от която се състои новородената Вселена.
Според една хипотеза, щом се появи, Вселената не се държи като газ. Както беше предложено по-рано. По-скоро беше течен - плътен и супер горещ. И изразът "кварк-глюон супа", който е приложен към първичната материя в него, може да се окаже нещо повече от фигуративен.
Като алтернатива първо беше създаден невероятно горещ газ, след което той се превърна в нещо горещо и течно. И едва тогава - от това - светът около нас постепенно започна да „изниква“. Може би новите експерименти с непосилна сила ще позволят по-точно разбиране на първичната материя. И определете дали е бил течен или газообразен.
Ядрените физици искат да разберат как работи Вселената
РЕФЕРЕНЦИЯ
Гигантска франзела
Физици от Европейската организация за ядрени изследвания (CERN) пуснаха отново на пазара своята циклопска машина - Големия адронен колайдер (LHC), известен още като Голям адронен колайдер (LHC), който претърпя модернизация на 3 юни 2015 г. Енергията на сблъсъка на протоните в предишни експерименти е била 7 тераелектронволта (TeV). И сега е увеличен до 14 TeV.
Когато LHC току-що беше построен, един от физиците роди афоризма: "Ще се опитаме да видим какво се случва и да се опитаме да разберем какво означава това." Сега афоризмът стана още по-актуален.
Представители на 100 държави, повече от 10 хиляди учени и специалисти, включително няколкостотин от Русия, взеха участие в създаването на LHC и в последващи експерименти.
LHC е протонен ускорител с форма на поничка с диаметър 27 километра. Погребан е на дълбочина от 50 до 175 метра на границата на Швейцария и Франция. Той е облицован със свръхпроводящи - ускоряващи се частици - магнити, охладени от течен хелий. Два лъча частици се движат около пръстена в противоположни посоки и се сблъскват с почти скоростта на светлината (0,9999 от него). И се разбиват на малки частици: на такъв брой фрагменти, в които преди нищо не може да се разбие. Резултатите се записват с помощта на огромни детектори ALICE, ATLAS, CMS и LHCb.
Голям адронен колайдарен пръстен
Учените имат за цел да доведат броя на сблъсъците до милиард в секунда. Лъчите на протони, пътуващи по пръстена на сблъсъка, следват така наречените пакети. Засега има 6 пакета, всеки от които съдържа около 100 милиарда протони. Освен това броят на пакетите ще бъде увеличен до 2808.
Експериментите, продължили от 2009 до 2013 г., и настоящата поредица - върху модернизирания ускорител - не предизвикаха никакви катаклизми: нито глобални, нито локални. Най-вероятно ще се пренесе в бъдеще. Вярно е, че има планове енергията от сблъсъци на протони да се увеличи до 33 тераелектронволта (TeV). Това е повече от два пъти повече от експериментите, които се провеждат в момента.
Владимир ЛАГОВСКИ