Fysiker misstänker att en andra Higgs-boson hittas - tyngre än den första
Large Hadron Collider fortsätter att förvåna sig. För några år sedan upptäckte fysiker Higgs-bosonen genom att kollidera och krossa protoner som färdades med ljusets hastighet i en gigantisk ring med ljusets hastighet. Låt det vara indirekt - i kölvattnet av dess förfall, men det upptäcktes. För vilka forskarna som förutspådde Higgs-bosonen - François Engler och i själva verket Peter Higgs själv 2013 tilldelades Nobelpriset i fysik.
Higgs tårade när han fick höra att hans och Guds boson hade upptäckts
I experiment som ägde rum i december 2015 slog protoner med hämnd. Som ett resultat var det möjligt att slå ut en partikel som är okänd för vetenskapen från universum. Efter att ha flög ut sönderdelades den i fotoner. Deras energi gjorde det möjligt att uppskatta massan av den okända partikeln - cirka 750 gigaelektronvolt. Och antag att en andra Higgs-boson har upptäckts, vilket är 6 gånger tyngre än den första som slogs ut i experimenten 2011 och 2012. Fysiker talade om detta vid en konferens som nyligen hölls i Italien - i Alperna.
Kollisioner av protoner med dubbla skakade ut en ny partikel från universum
Enligt teorin ger den ena - den första - Higgs-bosonen massa till materia i universum, vilket gör alla andra partiklar "viktiga". Därför kallas det en gudomlig partikel. Eller en bit av Gud. Det var hon som saknades för den slutliga triumfen av standardmodellen, vilket förklarar strukturen i vårt universum. Bara en partikel.
Kampanjvideo:
Higgs-bosonen hittades. Standardmodellen segrade - det fanns inget behov av att revidera den och leta efter ny fysik. Emellertid förstörde den andra Higgs-bosonen allt, eftersom dess existens inte förutsågs av standardmodellen. Det vill säga, det borde det inte vara. Och han verkar vara …
Vad och vad ger den andra bosonen? Är detta en annan gudomlig partikel? Det finns inga exakta svar. Det finns fortfarande inte tillräckligt med statistiska data för att ytterligare ett Higgs-boson ska kunna erkännas som verkligt. Men sannolikheten för detta är hög - forskarna från två detektorer - CMS (Compact Muon Solenoid) och ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) snubblade oberoende av spåren av en okänd partikel.
En av detektorerna som registrerade förfallet av den andra Higgs-bosonen.
Om upptäckten bekräftas kommer det kanske att vara nödvändigt att uppfinna en ny fysik där det finns mycket mer partiklar än i den gamla.
Några heta vetenskapliga huvuden fantiserar: vad händer om det andra Higgs-bosonen indikerar existensen av en viss femte grundkraft - förutom de kända fyra: gravitation, elektromagnetisk interaktion, stark och svag kärninteraktion?
Eller tillhör den nya partikeln - eftersom den är så tung - till samma mörka materia, som förmodligen är full i universum, men som inte kan detekteras på något sätt?
Fysiker vid en vägskäl. Nya experiment vid LHC kan startas var som helst. Men de låter dig inte bli uttråkad.
Å ANDRA SIDAN
Fysiker är inte rädda för sökandet efter ny fysik
Forskare skulle förresten inte vila på en Higgs-boson. Och sökandet efter tillvägagångssätt till ny fysik skrämde dem inte. I en serie experiment på en moderniserad LHC - fördubblad kapacitet, som kommer att avslutas 2018 - precis i tid för VM i Ryssland, skulle jag vilja ha detta:
1. Få mörk materia. Enligt teorin är detta ämne i vårt universum redan 85 procent. Men praktiskt taget är det fortfarande svårfångat. Det är inte känt vad mörk materia består av, var, hur och varför den är dold.
Fysiker är inte säkra på att de kommer att kunna se mörk materia direkt - de förväntar sig att registrera de partiklar som det sönderfaller i. Förresten upptäcktes Higgs-bosonen på ett liknande sätt.
2. Slå ut några exotiska partiklar från protonerna - till exempel supersymmetriska, som är tyngre versioner av vanliga partiklar. I teorin borde de finnas igen.
3. Förstå var antimatern har gått. Enligt de befintliga fysiska teorierna borde vår värld inte existera. När allt kommer omkring, som vi är säkra på, bildades det som ett resultat av Big Bang, när något otänkbart litet och otroligt tätt plötsligt "exploderade", expanderade och förvandlades till materia. Men tillsammans med det var antimateria skyldigt att bilda - exakt samma mängd som materia. Sedan skulle de utplåna - det vill säga försvinna med en ljusblixt. Resultatet är inget universum. Det är dock tillgängligt. Och i så fall, som ett resultat av något var det mer materia än antimateria. Som i slutändan ledde till framväxten av alla saker. Men vad orsakade den fruktbara öppningsförspänningen? Och vart i slutändan gick all antimateria bort? Olösliga gåtor. De kommer att försöka lösa dem genom att ta emot antimateriepartiklar i experiment vid LHC.
4. Ta reda på om det finns ytterligare dimensioner. Teorin medger helt och hållet att det i vår värld inte finns tre dimensioner - längd, höjd, bredd (X, Y, Z), men mycket mer. Från detta säger de och tyngdkraften manifesterar sig mycket svagare än andra grundläggande interaktioner. Hennes krafter går till andra dimensioner.
Fysiker tror att det är möjligt att bevisa att det finns extra dimensioner. För att göra detta måste du hitta partiklar som bara kan finnas med ytterligare dimensioner. Följaktligen, i nya experiment vid LHC, kommer de - fysiker - att försöka göra detta.
5. Ordna något som skapandet av världen. Fysiker tänker återge de första ögonblicken i universums liv. Experiment där, i stället för protoner, mycket tyngre blyjoner kolliderar bör göra det möjligt att återvända till ursprunget. Och att producera ett ämne som dök upp för ungefär 13,7 miljarder år sedan direkt efter Big Bang. Och som ett resultat av det. När allt kommer omkring var det från denna förbryllande händelse som skapandet av världen påstås äga rum. Och först i det - världen - fanns inga atomer, än mindre molekyler, och det fanns bara den så kallade kvark-gluonplasman. Det kommer att genereras till smithereens av blyjoner trasiga efter frontala kollisioner.
Tidigare liknande experiment klargjorde inte mycket - det fanns inte tillräckligt med kollisionskraft. Nu har den fördubblats. Och plasma bör vara densamma som det nyfödda universum bestod av.
Enligt en hypotes, så snart den visade sig, uppförde sig universum inte som en gas. Som tidigare föreslagits. Snarare var det flytande - tätt och super hett. Och uttrycket "kvark-gluonsoppa", som applicerades på det primära ämnet i den, kan visa sig vara mer än bara bildligt.
Alternativt skapades en otroligt het gas först, sedan förvandlades den till något hett och flytande. Och först då - från detta - började världen omkring oss gradvis "växa upp". Kanske kommer nya experiment med oöverkomlig kraft att möjliggöra en mer exakt förståelse av primär materia. Och avgöra om det var flytande eller gasformigt.
Kärnfysiker vill förstå hur universum fungerar
REFERENS
Jätte bagel
Fysiker från European Organization for Nuclear Research (CERN) lanserade sin cyklopiska maskin - Large Hadron Collider (LHC), aka Large Hadron Collider (LHC), som genomgick modernisering den 3 juni 2015. Protons kollisionsenergi i tidigare experiment var 7 teraelektronvolts (TeV). Och nu har den tagits upp till 14 TeV.
När LHC precis byggdes födde en av fysikerna aforismen: "Vi kommer att försöka se vad som händer och försöka förstå vad det betyder." Nu har aforismen blivit ännu mer relevant.
Representanter för 100 länder, mer än 10 tusen forskare och specialister, inklusive flera hundra från Ryssland, deltog i skapandet av LHC och i efterföljande experiment.
LHC är en munkformad protonaccelerator med en diameter på 27 kilometer. Den är begravd på ett djup av 50 till 175 meter vid gränsen mellan Schweiz och Frankrike. Den är fodrad med supraledande - partiklar accelererande - magneter kylda av flytande helium. Två strålar av partiklar rör sig runt ringen i motsatta riktningar och kolliderar med nästan ljusets hastighet (0,9999 från den). Och krossas i smedja: i ett sådant antal fragment, som ingenting kunde krossas förut. Resultaten registreras med stora ALICE-, ATLAS-, CMS- och LHCb-detektorer.
Stor Hadron Collider Ring
Forskare siktar på att öka antalet kollisioner till en miljard per sekund. Strålarna av protoner som färdas längs kolliderringen följer de så kallade paketen. Hittills finns det 6 paket, som vardera innehåller cirka 100 miljarder protoner. Vidare kommer antalet paket att öka till 2808.
Experimenten, som varade från 2009 till 2013, och den nuvarande serien - om den moderniserade kollidern - orsakade inga katastrofer: varken globala eller lokala. Troligtvis kommer det att överföras i framtiden. Det är sant att det finns planer på att föra energin vid kollisioner mellan protoner till 33 teraelektronvolt (TeV). Detta är mer än dubbelt så mycket som i experimenten som pågår nu.
Vladimir LAGOVSKY
