Fysikere har mistanke om, at der findes et andet Higgs-boson - tungere end det første
Large Hadron Collider forbløffer. For et par år siden opdagede fysikere Higgs-bosonen ved at kollidere og knuse protoner, der rejste med lysets hastighed i en kæmpe ring med lysets hastighed. Lad det være indirekte - i kølvandet på dets forfald, men det blev opdaget. For dette blev forskerne, der forudsagde eksistensen af Higgs-bosonen - François Engler og faktisk Peter Higgs selv tildelt Nobelprisen i fysik i 2013.
Higgs fældede tårer, da han fik at vide, at hans boson og Gud var blevet opdaget
I eksperimenter, der fandt sted i december 2015, blev protoner slået med hævn. Som et resultat blev en videnskab ukendt partikel slået ud af universet. Efter at have flyvet ud, opløstes det til fotoner. Deres energi gjorde det muligt at estimere massen af den ukendte partikel - omkring 750 gigaelektronvolt. Og antag, at et andet Higgs-boson er blevet opdaget, hvilket er 6 gange tungere end det første, der blev slået ud i eksperimenterne i 2011 og 2012. Fysikere talte om dette på en konference, der for nylig blev afholdt i Italien - i Alperne.
Kollisioner af protoner med fordoblet rystede en ny partikel ud fra universet
Ifølge teorien giver den ene - den første - Higgs-bosonen masse til materie i universet, hvilket gør alle andre partikler "vægtige". Derfor kaldes det en guddommelig partikel. Eller et stykke af Gud. Det var hun, der manglede til den sidste triumf af Standardmodellen, som forklarer strukturen i vores univers. Bare en partikel.
Salgsfremmende video:
Higgs-bosonen blev fundet. Standardmodellen er sejret - der er ikke længere behov for at revidere den og kigge efter noget nyt fysik. Imidlertid ødelagde det andet Higgs-boson alt, da dets eksistens ikke var planlagt af standardmodellen. Det vil sige, det burde det ikke være. Og han ser ud til at være …
Hvad og hvad giver den anden boson? Er dette en anden guddommelig partikel? Der er ingen nøjagtige svar. Der er stadig ikke nok statistiske data til, at endnu et Higgs-boson kan anerkendes som reelt. Men sandsynligheden for dette er høj - forskerne fra to detektorer - CMS (Compact Muon Solenoid) og ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) snublede uafhængigt af sporene af en ukendt partikel.
En af detektorerne, der registrerede henfaldet af det andet Higgs-boson.
Måske, hvis opdagelsen bekræftes, vil det stadig være nødvendigt at opfinde en ny fysik, hvor der er meget flere partikler end i den gamle.
Nogle varme videnskabelige hoveder fantaserer: hvad hvis det andet Higgs-boson indikerer eksistensen af en bestemt femte grundlæggende kraft - ud over de kendte fire: tyngdekraft, elektromagnetisk interaktion, stærk og svag nuklear interaktion?
Eller hører den nye partikel - da den er så tung - til det samme mørke stof, som angiveligt er fyldt i universet, men som ikke kan detekteres på nogen måde?
Fysikere ved et vejkryds. Nye eksperimenter ved LHC kan startes hvor som helst. Men de vil ikke lade dig kede dig.
PÅ DEN ANDEN SIDE
Fysikere er ikke bange for søgen efter ny fysik
Forskere ville forresten ikke hvile på et Higgs-boson. Og søgningen efter tilgange til ny fysik skræmte dem ikke. Faktisk vil jeg i en række eksperimenter på en moderniseret LHC - fordoblet kapacitet, der slutter i 2018 - lige i tide til verdensmesterskabet i Rusland:
1. Få mørkt stof. Ifølge teorien er dette stof i vores univers allerede 85 procent. Men praktisk talt er det stadig undvigende. Det vides ikke, hvad mørkt stof består af, hvor, hvordan og hvorfor det er skjult.
Fysikere er ikke sikre på, at de vil være i stand til at se mørkt stof direkte - de forventer at registrere de partikler, som det nedbrydes i. Forresten blev Higgs-bosonen opdaget på en lignende måde.
2. Slå nogle eksotiske partikler ud af protonerne - for eksempel supersymmetriske, som er tungere versioner af almindelige partikler. I teorien skulle de eksistere igen.
3. Forstå, hvor antimaterialet er gået. I henhold til de eksisterende fysiske teorier bør vores verden ikke eksistere. Når alt kommer til alt, som vi er sikre på, blev det dannet som et resultat af Big Bang, da noget utroligt lille og utroligt tæt pludselig "eksploderede", ekspanderede og blev til stof. Men sammen med det var antimaterie også forpligtet til at danne - nøjagtigt den samme mængde som stof. Derefter skulle de tilintetgøres - dvs. forsvinde med et lysglimt. Resultatet er intet univers. Det er dog tilgængeligt. Og i så fald var der som følge af noget mere stof end antimateriale. Hvilket i sidste ende førte til fremkomsten af alle ting. Men hvad forårsagede den frugtbare åbningsforstyrrelse? Og hvor gik alt antimateriet til sidst hen? Uopløselige gåder. De vil forsøge at løse dem og modtage antimateriale partikler i eksperimenter ved LHC.
4. Find ud af om der er yderligere dimensioner. Teorien indrømmer fuldt ud, at der i vores verden ikke er tre dimensioner - længde, højde, bredde (X, Y, Z), men meget mere. Fra dette siger de, og tyngdekraften manifesterer sig meget svagere end andre grundlæggende interaktioner. Hendes kræfter går til andre dimensioner.
Fysikere mener, at det er muligt at bevise eksistensen af ekstra dimensioner. For at gøre dette skal du finde partikler, der kun kan eksistere med yderligere dimensioner. Derfor vil de - fysikere - i nye eksperimenter ved LHC forsøge at gøre dette.
5. Arranger noget som skabelsen af verden. Fysikere har til hensigt at reproducere de første øjeblikke i universets liv. Eksperimenter, hvor meget tungere blyioner kolliderer i stedet for protoner, bør gøre det muligt at vende tilbage til selve oprindelsen. Og at producere et stof, der dukkede op for omkring 13,7 milliarder år siden umiddelbart efter Big Bang. Og som et resultat af det. Det var trods alt fra denne forvirrende begivenhed, at skabelsen af verden angiveligt fandt sted. Og først i den - verdenen - var der ingen atomer, endsige molekyler, og der var kun det såkaldte kvark-gluon-plasma. Det er blyionerne, der er brudt efter frontale kollisioner, der vil generere det til smithereens.
Tidligere lignende eksperimenter afklarede ikke meget - der var ikke nok kollisionskraft. Nu er det blevet fordoblet. Og plasmaet skulle være det samme som det nyfødte univers bestod af.
Ifølge en hypotese opførte universet sig ikke, som en gas, så snart det dukkede op. Som tidligere antydet. Det var snarere flydende - tæt og supervarmt. Og udtrykket "kvark-gluonsuppe", som blev anvendt på det primære stof i det, kan vise sig at være mere end bare billedligt.
Alternativt blev der oprettet en utrolig varm gas, derefter blev den til noget varmt og flydende. Og først derefter - herfra - begyndte verden omkring os gradvist at "dukke op". Måske vil nye eksperimenter med uoverkommelig magt muliggøre en mere nøjagtig forståelse af det primære spørgsmål. Og bestem om det var flydende eller gasformigt.
Kernefysikere vil forstå, hvordan universet fungerer
REFERENCE
Kæmpe bagel
Fysikere fra Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning (CERN) genstartede deres cyclopean maskine - Large Hadron Collider (LHC), alias Large Hadron Collider (LHC), som gennemgik modernisering den 3. juni 2015. Protons kollisionsenergi i tidligere eksperimenter var 7 teraelektronvolt (TeV). Og nu er den bragt op til 14 TeV.
Da LHC lige blev bygget, fødte en af fysikerne aforismen: "Vi vil prøve at se, hvad der sker, og prøve at forstå, hvad det betyder." Nu er aforismen blevet endnu mere relevant.
Repræsentanter for 100 lande, mere end 10 tusind forskere og specialister, herunder flere hundrede fra Rusland, deltog i oprettelsen af LHC og i efterfølgende eksperimenter.
LHC er en doughnutformet protonaccelerator med en diameter på 27 kilometer. Det er begravet på dybder på 50 til 175 meter ved grænsen til Schweiz og Frankrig. Foret med superledende - partikelaccelererende magneter, afkølet af flydende helium. To stråler af partikler bevæger sig rundt om ringen i modsatte retninger og kolliderer med næsten lysets hastighed (0,9999 fra den). Og knuses i smedere: i et sådant antal fragmenter, hvori intet kunne knuses før. Resultaterne registreres ved hjælp af enorme ALICE-, ATLAS-, CMS- og LHCb-detektorer.
Stor Hadron Collider Ring
Forskere sigter mod at bringe antallet af kollisioner til en milliard i sekundet. Bjælkerne af protoner, der rejser langs kolliderringen, følger de såkaldte pakker. Indtil videre er der 6 pakker, der hver indeholder ca. 100 milliarder protoner. Endvidere øges antallet af pakker til 2808.
Eksperimenterne, der varede fra 2009 til 2013, og den aktuelle serie - om den moderniserede kollider - forårsagede ingen katastrofer: hverken global eller lokal. Mest sandsynligt vil det overføre i fremtiden. Det er sandt, at der er planer om at bringe energien fra kollisioner mellem protoner til 33 teraelektronvolt (TeV). Dette er mere end dobbelt så meget som i de eksperimenter, der foregår nu.
Vladimir LAGOVSKY