Zinātnieki atraduši pirmos pierādījumus par retā Higsa bozona sabrukšanu

Zinātnieki ir atklājuši pirmos pierādījumus par Higsa bozona sabrukšanu, paplašinot mūsu izpratni par dīvaino kvantu Visumu.

2012. gadā Nobela prēmija fizikā tika piešķirta par izrāvienu atklājumu: Higsa bozona, subatomiskās daļiņas atklāšanu, ko fizikas standarta modelis paredzēja gandrīz 50 gadus iepriekš. Higsa bozons ir īslaicīgs, ātri sadaloties mazāk masīvās daļiņās, piemēram, divos fotonos (gaismas daļiņās).

Tagad pētnieki, kas izmanto ATLAS un CMS Lielajā hadronu paātrinātājā Šveicē, ir atraduši pierādījumus par retu Higsa bozona sabrukšanu, kurā subatomiskā daļiņa sadalās vienā fotonā un divos leptonos - elementārās daļiņās, kuras var būt uzlādētas vai neitrālas. Jo īpaši viņi atrada pierādījumus tam, ka Higsa bozons var sadalīties par fotonu un elektronu pāri vai fotonu un mionu pāri ar pretēju lādiņu.

Izmantojot standarta modeli, zinātnieki var paredzēt dažādas elementārdaļiņas, par kurām var sadalīties Higsa bozons, un divi fotoni ir diezgan "normāla" sabrukšana. Viņi var arī novērtēt, cik bieži Higsa bozons sadalās dažādās daļiņu kombinācijās.

Šāda veida sabrukšanas gadījumā pēc īpaši īsa mūža Higsa bozons ātri pārvēršas par vienu fotonu, ko zinātnieki sauc par "virtuālo fotonu". Šis "virtuālais fotons", kas pazīstams arī kā "ārpus čaulas fotons", pēc tam nekavējoties tiek pārveidots par kaut ko līdzīgu diviem leptoniem. Šim "virtuālajam fotonam" ir ļoti maza masa, kas atšķiras no nulles, savukārt parastie fotoni ir pilnīgi bezmasas.

Interesanti arī:

• Zinātnieki apliecina, ka pastāv Visuma piektā dimensija
• Students atklāja galaktikā trūkstošo vielu
• Pundurgalaktikā tika atklāts milzīgs tumšās vielas oreols

Divi leptoni "nokļūst mūsu kalorimetrā ļoti tuvu viens otram", saka eksperti. LHC kalorimetrs ir instruments, kas novērš daļiņu sadursmi. Zinātnieki var atklāt un pētīt šīs daļiņas, kad instruments tās apstādina vai "absorbē".

Lai gan zinātnieki prognozēja, ka šāda veida sabrukšanai vajadzētu pastāvēt ar Higsa bozonu, šis jaunais atklājums ir "pirmais mājiens, kas liecina par šo ļoti reto Higsa bozona sabrukšanas veidu".

Tomēr komanda, visticamāk, nevarēs tieši novērot reto pagrimumu, kamēr tā nebūs uzlabojusi aprīkojumu nākotnes augstas spilgtuma LHC programmai. "Tā kā ir sagaidāms, ka High-Luminosity LHC programma ģenerēs milzīgus datu apjomus, retu Higsa bozonu sabrukšanas izpēte kļūs par jaunu normu," teikts ATLAS paziņojumā.

Pētot šādus retus sabrukumus, zinātnieki var izpētīt jaunas fizikas iespējas ārpus standarta modeļa. Standarta modelis daudz izskaidro mūsu fizisko Visumu, bet neietver gravitāciju vai tumšo vielu. Tiek uzskatīts, ka tumšā matērija, kas neizstaro gaismu un nav tieši novērojama, veido apmēram 80% no visas zināmā Visuma matērijas.

Tas viss "mums vēl nesniedz jaunu informāciju par Higsa portālu "tumšajam sektoram", saka pētnieki. Bet "pierāda, ka mēs varam diezgan viegli meklēt tik ļoti retas lietas."

Lasi arī:

• Zinātnieki ir atraduši sistēmu, kurā centrālā zvaigzne un planētas griežas dažādos virzienos
• IBM izmanto atomu mikroskopiju, lai pētītu Saturna mēness atmosfēru