A fizikusok azt gyanítják, hogy egy második Higgs-bozont találnak - nehezebbet, mint az első
A nagy hadronütköző továbbra is csodálkozik. Néhány évvel ezelőtt a fizikusok felfedezték a Higgs-bozont azzal, hogy ütköztek és szétverték a fénysebességgel haladó protonokat egy óriási gyűrűben, fénysebességgel. Legyen ez közvetetten - bomlása nyomán, de felfedezték. Amiért azok a tudósok, akik megjósolták a Higgs-bozon - François Engler és valójában maga Peter Higgs - létét 2013-ban, fizikai Nobel-díjat kaptak.
Higgs könnyeket hullatott, amikor megtudta, hogy felfedezték bozont és Istent
A 2015 decemberében lezajlott kísérletek során a protonokat megtorlották. Ennek eredményeként a tudomány számára ismeretlen részecske kiütött az univerzumból. Miután kirepült, fotonokká bomlott. Energiájuk lehetővé tette az ismeretlen részecske - körülbelül 750 gigaelektronvolt - tömegének becslését. Tegyük fel, hogy egy második Higgs-bozont detektáltak, amely 6-szor nehezebb, mint az első, amelyet 2011-ben és 2012-ben végeztek ki. A fizikusok erről beszéltek egy konferencián, amelyet nemrégiben tartottak Olaszországban - az Alpokban.
A protonok és a kettős ütközése új részecskét rázott ki az univerzumból
Az elmélet szerint az egyik - az első - a Higgs-bozon tömeget ad az anyagnak az Univerzumban, így minden más részecske "súlyossá" válik. Ezért isteni részecskének hívják. Vagy egy darab Istent. Ő hiányzott a standard modell utolsó diadalához, amely megmagyarázza univerzumunk szerkezetét. Csak egy részecske.
Promóciós videó:
Megtalálták a Higgs-bozont. A standard modell diadalmaskodott - nem volt szükség annak felülvizsgálatára és új fizika keresésére. A második Higgs-bozon azonban mindent elrontott, mivel létezését nem a Standard Model képzelte el. Vagyis nem szabad. És úgy tűnik, hogy …
Mit és mit ruház fel a második bozon? Ez egy másik isteni részecske? Nincsenek pontos válaszok. Még mindig nincs elegendő statisztikai adat ahhoz, hogy még egy Higgs-bozont valósnak ismerhessenek el. De ennek valószínűsége magas - két detektor - a CMS (Compact Muon Solenoid) és az ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) - kutatói egymástól függetlenül botlottak meg egy ismeretlen részecske nyomaiban.
Az egyik detektor, amely rögzítette a második Higgs-bozon bomlását.
Talán, ha a felfedezés beigazolódik, akkor is szükség van egy új fizika feltalálására, amelyben sokkal több részecske van, mint a régiben.
Néhány forró tudományos fej fantáziál: mi van akkor, ha a második Higgs-bozon egy bizonyos ötödik alapvető erő létezését jelzi - az ismert négy mellett: gravitáció, elektromágneses kölcsönhatás, erős és gyenge nukleáris kölcsönhatás?
Vagy az új részecske - mivel olyan nehéz - ugyanahhoz a sötét anyaghoz tartozik, amely állítólag tele van az Univerzumban, de amelyet semmilyen módon nem lehet kimutatni?
A fizikusok válaszút előtt állnak. Új kísérleteket az LHC-n bárhol meg lehet kezdeni. De nem engedik unatkozni.
MÁSRÉSZRŐL
A fizikusok nem félnek az új fizika keresésétől
A tudósok egyébként nem egy Higgs-bozon pihentek. Az új fizika megközelítésének keresése pedig nem ijesztette meg őket. Valóban, egy modernizált LHC - megkétszerezett kapacitás, amely 2018-ban véget ér - kísérletsorozatában, éppen az oroszországi világbajnokság idejében, ezt szeretném:
1. Legyen sötét anyag. Az elmélet szerint ez az anyag Univerzumunkban már 85 százalék. De gyakorlatilag még mindig megfoghatatlan. Nem tudni, miből áll a sötét anyag, hol, hogyan és miért van elrejtve.
A fizikusok nem biztosak abban, hogy képesek lesznek-e közvetlenül látni a sötét anyagot - arra számítanak, hogy regisztrálják azokat a részecskéket, amelyekbe bomlik. Egyébként a Higgs-bozont is hasonló módon fedezték fel.
2. Üssön ki néhány egzotikus részecskét a protonokból - például szuperszimmetrikusak, amelyek a hétköznapi részecskék nehezebb változatai. Elméletileg újra létezniük kellene.
3. Értse meg, hová lett az antianyag. A létező fizikai elméletek szerint a mi világunknak nem szabad léteznie. Végül is, mint biztosak vagyunk benne, az Ősrobbanás eredményeként jött létre, amikor valami hihetetlenül apró és hihetetlenül sűrű hirtelen "felrobbant", kibővült és anyaggá változott. Ezzel együtt azonban az antianyagnak meg kellett alkotnia - pontosan ugyanannyit, mint az anyag. Aztán meg kellett semmisíteniük - vagyis fényvillanással eltűntek. Az eredmény nem univerzum. Ez azonban elérhető. És ha igen, akkor valaminek eredményeként több volt az anyag, mint az antianyag. Ami végül minden dolog megjelenéséhez vezetett. De mi okozta a gyümölcsöző nyitó elfogultságot? És hova lett végül az összes antianyag? Megoldhatatlan találós kérdések. Megpróbálják megoldani őket, az LHC-n végzett kísérletek során antianyag-részecskéket kapnak.
4. Tudja meg, hogy vannak-e további méretek. Az elmélet teljes mértékben elismeri, hogy világunkban nem három dimenzió létezik - hossz, magasság, szélesség (X, Y, Z), hanem sokkal több. Ebből mondják, és a gravitáció sokkal gyengébben nyilvánul meg, mint más alapvető kölcsönhatások. Hatalma más dimenziókba megy át.
A fizikusok úgy vélik, hogy bizonyítani lehet extra dimenziók létezését. Ehhez meg kell találnia olyan részecskéket, amelyek csak további dimenziókkal létezhetnek. Ennek megfelelően az LHC-n végzett új kísérletek során ők - fizikusok - megpróbálják ezt megtenni.
5. Rendezzen valami hasonlót a világ létrehozásához. A fizikusok az univerzum életének első pillanatait kívánják reprodukálni. Azok a kísérletek, amelyekben a protonok helyett sokkal nehezebb ólomionok ütköznek, lehetővé teszik a visszatérést az eredetéhez. És olyan anyagot előállítani, amely körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt jelent meg közvetlenül az Ősrobbanás után. És ennek eredményeként. Végül is ebből a rejtélyes eseményből következett be állítólag a világ teremtése. És eleinte benne - a világban - nem voltak atomok, nemhogy molekulák, és csak az úgynevezett kvark-gluon plazma létezett. A frontális ütközések után megszakadt ólomionok generálják azt.
A korábbi hasonló kísérletek nem sokat tisztáztak - nem volt elég az ütközési erő. Most megduplázták. És a plazmának meg kell egyeznie azzal, amiből az újszülött univerzum állt.
Az egyik hipotézis szerint amint megjelent, az Univerzum nem viselkedett gázként. Ahogy korábban javasoltuk. Inkább folyékony volt - sűrű és nagyon forró. A benne található elsődleges anyagra alkalmazott "kvark-gluon leves" kifejezés azonban nemcsak figuratívnak bizonyulhat.
Alternatív megoldásként először egy hihetetlenül forró gázt hoztak létre, majd valami forró és folyékony anyaggá változott. És csak ekkor - ebből adódóan - a körülöttünk lévő világ fokozatosan kezdett "kibukkanni". Talán a tiltó erővel végzett új kísérletek lehetővé teszik az elsődleges anyag pontosabb megértését. És állapítsa meg, hogy folyékony vagy gáznemű volt-e.
Az atomfizikusok meg akarják érteni az univerzum működését
REFERENCIA
Óriás bagel
Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) fizikusai újraindították ciklopea gépüket - a nagy hadron ütközőt (LHC), más néven nagy hadron ütköztetőt (LHC), amelyet 2015. június 3-án modernizáltak. A korábbi kísérletek során a protonok ütközési energiája 7 teraelektronvolt (TeV) volt. És most 14 TeV-ig felhozták.
Amikor az LHC épült, az egyik fizikus megszületett az aforizmusban: "Megpróbáljuk meglátni, mi történik, és megpróbáljuk megérteni, hogy mit jelent." Most az aforizmus még aktuálisabbá vált.
100 ország képviselői, több mint 10 ezer tudós és szakember, köztük Oroszországból több százan vettek részt az LHC létrehozásában és az azt követő kísérletekben.
Az LHC egy fánk alakú protongyorsító, amelynek átmérője 27 kilométer. 50–175 méter mélységben temették el Svájc és Franciaország határán. Folyékony héliummal hűtött szupravezető - gyorsuló részecskék - mágnesekkel van bélelve. Két részecskesugár ellentétes irányban mozog a gyűrű körül, és szinte fénysebességgel ütközik (tőle 0,9999). És szilánkokra törik: olyan sok töredékbe, amelyekbe korábban semmit sem lehetett összetörni. Az eredményeket hatalmas ALICE, ATLAS, CMS és LHCb detektorok segítségével rögzítjük.
Nagy hadron ütköző gyűrű
A tudósok célja az ütközések számának másodpercenkénti egymilliárdos elérése. Az ütközőgyűrű mentén haladó protonsugarak követik az úgynevezett csomagokat. Eddig 6 csomag van, amelyek mindegyike körülbelül 100 milliárd protont tartalmaz. Ezenkívül a csomagok számát 2808-ra növeljük.
A 2009-től 2013-ig tartó kísérletek és a jelenlegi sorozat - a modernizált ütközőn - nem okozott kataklizmát: sem globális, sem lokális. Valószínűleg a jövőben is átveszi. Igaz, azt tervezik, hogy a protonok ütközésének energiáját 33 teraelektronvoltra (TeV) hozzák. Ez több mint kétszer annyi, mint a most zajló kísérletekben.
Vladimir LAGOVSKY