Mokslininkai rado pirmuosius reto Higso bozono irimo įrodymus

Mokslininkai atrado pirmuosius Higso bozono irimo įrodymus, praplėtusius mūsų supratimą apie keistą kvantinę visatą.

2012 m. Nobelio fizikos premija buvo skirta už proveržio atradimą: Higso bozono – subatominės dalelės, kurią beveik 50 metų anksčiau numatė Standartinis fizikos modelis, atradimą. Higso bozonas yra trumpalaikis, greitai suyra į mažiau masyvias daleles, tokias kaip du fotonai (šviesos dalelės).

Dabar mokslininkai, naudojantys ATLAS ir CMS didžiajame hadronų greitintuve Šveicarijoje, aptiko reto Higso bozono skilimo įrodymų, kai subatominė dalelė suskyla į vieną fotoną ir du leptonus – elementariųjų dalelių tipą, kuris gali būti įkrautas arba neutralus. Visų pirma, jie rado įrodymų, kad Higso bozonas gali suskaidyti į fotoną ir elektronų porą arba fotoną ir miuonų porą su priešingu krūviu.

Naudodami standartinį modelį, mokslininkai gali numatyti įvairias elementarias daleles, į kurias gali suirti Higso bozonas, o du fotonai yra gana „normalus“ skilimas. Jie taip pat gali įvertinti, kaip dažnai Higso bozonas skyla į skirtingus dalelių derinius.

Šio tipo skilimo metu po itin trumpo gyvavimo Higso bozonas greitai virsta vienu fotonu, kurį mokslininkai vadina „virtualiu fotonu“. Šis „virtualus fotonas“, taip pat žinomas kaip „išorinis fotonas“, iš karto paverčiamas į kažką panašaus į du leptonus. Šis „virtualus fotonas“ turi labai mažą nulinę masę, o paprasti fotonai yra visiškai be masės.

Taip pat įdomu:

• Mokslininkai tikina, kad egzistuoja penktoji visatos dimensija
• Studentas atrado galaktikoje trūkstamą medžiagą
• Nykštukinėje galaktikoje buvo aptiktas didžiulis tamsiosios medžiagos aureolė

Ekspertai teigia, kad du leptonai „į mūsų kalorimetrą patenka labai arti vienas kito“. LHC kalorimetras yra prietaisas, kuris neleidžia dalelėms susidurti. Mokslininkai gali aptikti ir ištirti šias daleles, kai jas sustabdo arba „sugeria“ prietaisas.

Nors mokslininkai prognozavo, kad tokio tipo irimas turėtų egzistuoti su Higso bozonu, šis naujas aptikimas yra „pirma užuomina apie šios labai retos Higso bozono skilimo formos įrodymus“.

Tačiau komanda greičiausiai negalės tiesiogiai stebėti reto skilimo, kol neatnaujins būsimos didelio šviesumo LHC programos įrangos. „Kadangi tikimasi, kad didelio šviesumo LHC programa generuos milžiniškus duomenų kiekius, reto Higso bozono skilimo tyrimas taps nauja norma“, – sakoma ATLAS pranešime.

Tyrinėdami tokius retus skilimus, mokslininkai gali ištirti naujos fizikos, ne tik standartinio modelio, galimybę. Standartinis modelis daug paaiškina apie mūsų fizinę visatą, bet neapima gravitacijos ar tamsiosios materijos. Manoma, kad tamsioji medžiaga, kuri neskleidžia šviesos ir negali būti tiesiogiai stebima, sudaro apie 80% visos žinomos visatos medžiagos.

Visa tai „dar nesuteikia mums naujos informacijos apie Higgso portalą „tamsiajam sektoriui“, – teigia mokslininkai. Tačiau „įrodo, kad mes galime gana lengvai ieškoti tokių labai retų dalykų“.

Taip pat skaitykite:

• Mokslininkai rado sistemą, kurioje centrinė žvaigždė ir planetos sukasi skirtingomis kryptimis
• IBM naudoja atominę mikroskopiją Saturno mėnulio atmosferai tirti