Fizičari sumnjaju da je pronađen drugi Higgsov bozon - teži od prvog
Veliki hadronski sudarač i dalje zadivljuje. Prije nekoliko godina fizičari su otkrili Higgsov bozon sudarajući se i razbijajući protone koji putuju brzinom svjetlosti u divovskom prstenu brzinom svjetlosti. Neka to bude neizravno - nakon propadanja, ali otkriveno je. Za što su znanstvenici koji su predviđali postojanje Higgsovog bozona - François Engler i, zapravo, sam Peter Higgs 2013. godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku.
Higgs je pustio suze kad je saznao da su mu otkriveni bozon i Bog
U eksperimentima koji su se dogodili u prosincu 2015. godine, protoni su osvetoljubivo nabijeni. Kao rezultat, bilo je moguće iz svemira izbaciti česticu nepoznatu znanosti. Nakon izlijetanja raspao se na fotone. Njihova energija omogućila je procjenu mase nepoznate čestice - oko 750 gigaelektronvolta. I pretpostavimo da je otkriven drugi Higgsov bozon, koji je 6 puta teži od prvog izbačenog u eksperimentima 2011. i 2012. godine. O tome su fizičari govorili na konferenciji koja je nedavno održana u Italiji - u Alpama.
Sudari udvostručenih protona istresli su novu česticu iz svemira
Prema teoriji, jedan - prvi - Higgsov bozon daje masu materiji u Svemiru, čineći sve ostale čestice "teškim". Stoga se naziva božanskom česticom. Ili djelić Boga. Bila je ona ta koja je nedostajala za konačni trijumf Standardnog modela, koji objašnjava strukturu našeg svemira. Samo jedna čestica.
Promotivni video:
Pronađen je Higgsov bozon. Standardni model je trijumfirao - nije ga bilo potrebno revidirati i tražiti novu fiziku. Međutim, drugi Higgsov bozon sve je pokvario, budući da njegovo postojanje nije bilo predviđeno Standardnim modelom. Odnosno, ne bi smjelo biti. A čini se da je …
Čime i čime obdaruje drugi bozon? Je li ovo još jedna božanska čestica? Točnih odgovora nema. Još uvijek nema dovoljno statističkih podataka da bi se još jedan Higgsov bozon mogao prepoznati kao stvaran. No vjerojatnost za to velika je - istraživači dva detektora - CMS (Compact Muon Solenoid) i ATLAS (Toroidni LHC uređaji) neovisno su naišli na tragove nepoznate čestice.
Jedan od detektora koji je zabilježio raspad drugog Higgsovog bozona.
Možda će, ako se otkriće potvrdi, ipak biti potrebno izmisliti novu fiziku u kojoj ima mnogo više čestica nego u staroj.
Neke vruće znanstvene glave maštaju: što ako drugi Higgsov bozon ukazuje na postojanje određene pete temeljne sile - uz poznate četiri: gravitacija, elektromagnetska interakcija, jaka i slaba nuklearna interakcija?
Ili nova čestica - s obzirom da je tako teška - pripada istoj tamnoj tvari, koja je navodno puna u Svemiru, ali koja se ne može detektirati ni na koji način?
Fizičari na raskrižju. Novi eksperimenti na LHC-u mogu se započeti bilo gdje. Ali neće vam dopustiti da vam dosadi.
S DRUGE STRANE
Fizičari se ne boje potrage za novom fizikom
Inače, znanstvenici se nisu namjeravali odmarati na jednom Higgsovom bozonu. A potraga za pristupima novoj fizici nije ih uplašila. Zapravo, u nizu eksperimenata na moderniziranom LHC - udvostručenom kapacitetu, koji će završiti 2018. godine - baš na vrijeme za Svjetsko prvenstvo u Rusiji, želio bih ovo:
1. Nabavite tamnu materiju. Prema teoriji, ta tvar u našem Svemiru već iznosi 85 posto. Ali praktički je još uvijek nedostižan. Nije poznato od čega se tamna tvar sastoji, gdje, kako i zašto je skrivena.
Fizičari nisu sigurni da će tamnu materiju moći izravno vidjeti - očekuju da registriraju čestice u koje se ona raspada. Inače, Higgsov bozon je otkriven na sličan način.
2. Iz protona izbacite neke egzotične čestice - na primjer, supersimetrične, koje su teže verzije običnih čestica. U teoriji bi trebali ponovno postojati.
3. Shvatite kamo je nestala antimaterija. Prema postojećim fizičkim teorijama, naš svijet ne bi trebao postojati. Uostalom, kako smo uvjereni, nastao je kao rezultat Velikog praska, kada je nešto nevjerojatno sitno i nevjerojatno gusto odjednom "eksplodiralo", proširilo se i pretvorilo u materiju. Međutim, zajedno s tim trebala je nastati i antimaterija - točno jednaka količina kao i materija. Tada su trebali uništiti - odnosno nestati bljeskom svjetlosti. Rezultat je nikakav svemir. Međutim, dostupan je. A ako je tako, onda je kao rezultat nečega bilo više materije nego antimaterije. Što je na kraju dovelo do pojave svih stvari. Ali što je uzrokovalo plodnu pristranost prema otvaranju? I gdje je, na kraju, nestala sva antimaterija? Nerešive zagonetke. Pokušat će ih riješiti, primajući čestice antimaterije u pokusima na LHC.
4. Saznajte postoje li dodatne dimenzije. Teorija u potpunosti priznaje da u našem svijetu ne postoje tri dimenzije - duljina, visina, širina (X, Y, Z), već mnogo više. Iz toga se, kažu, gravitacija očituje mnogo slabije od ostalih temeljnih interakcija. Njezine moći idu u druge dimenzije.
Fizičari vjeruju da je moguće dokazati postojanje dodatnih dimenzija. Da biste to učinili, morate otkriti čestice koje mogu postojati samo s dodatnim dimenzijama. Sukladno tome, u novim eksperimentima na LHC-u oni će - fizičari - to pokušati učiniti.
5. Dogovorite nešto poput stvaranja svijeta. Fizičari namjeravaju reproducirati prve trenutke života svemira. Eksperimenti u kojima će se, umjesto protona, sudariti mnogo teži olovni ioni trebali bi omogućiti povratak u samo podrijetlo. I za proizvodnju tvari koja se pojavila prije otprilike 13,7 milijardi godina neposredno nakon Velikog praska. I kao rezultat toga. Napokon, upravo se od ovog zagonetnog događaja i dogodilo stvaranje svijeta. I isprva u njemu - svijetu - nije bilo atoma, a kamoli molekula, a postojala je samo takozvana kvark-gluon plazma. U sitne dijelove generirat će se olovni ioni slomljeni nakon frontalnih sudara.
Prethodni slični eksperimenti nisu puno pojasnili - nije bilo dovoljno snage sudara. Sada je udvostručen. A plazma bi trebala biti ista onakva kakva se sastojala od novorođenog Svemira.
Prema jednoj hipotezi, čim se pojavio, Svemir se nije ponašao poput plina. Kao što je prethodno predloženo. Umjesto toga, bila je tekućina - gusta i super vruća. A izraz "juha od kvark-gluona", koji je primijenjen na primarnu tvar u njemu, može se pokazati više nego samo figurativan.
Alternativno se prvo stvorio nevjerojatno vruć plin, a zatim se pretvorio u nešto vruće i tekuće. I tek tada - iz ovoga - svijet oko nas postupno je počeo "izranjati". Možda će novi eksperimenti s prekomjernom snagom omogućiti točnije razumijevanje primarne materije. I utvrdite je li bio tekući ili plinoviti.
Nuklearni fizičari žele razumjeti kako svemir djeluje
LITERATURA
Divovski bagel
Fizičari iz Europske organizacije za nuklearna istraživanja (CERN) ponovno su lansirali svoj ciklopski stroj - Veliki hadronski sudarač (LHC), zvan Veliki hadronski sudarač (LHC), koji je prošao modernizaciju 3. lipnja 2015. Energija sudara protona u prethodnim eksperimentima bila je 7 teraelektronvolta (TeV). A sada je povišen na 14 TeV.
Kad je LHC tek izgrađen, jedan od fizičara iznjedrio je aforizam: "Pokušat ćemo vidjeti što se događa i pokušati shvatiti što to znači." Sada je aforizam postao još relevantniji.
Predstavnici 100 zemalja, više od 10 tisuća znanstvenika i stručnjaka, uključujući nekoliko stotina iz Rusije, sudjelovali su u stvaranju LHC-a i u sljedećim eksperimentima.
LHC je protonski akcelerator u obliku krafne promjera 27 kilometara. Pokopan je na dubinama od 50 do 175 metara na granici Švicarske i Francuske. Obloženi superprovodljivim magnetima za ubrzanje čestica, hlađeni tekućim helijem. Dvije zrake čestica kreću se oko prstena u suprotnim smjerovima i sudaraju se gotovo brzinom svjetlosti (0,9999 od njega). I razbiti se na sitnice: na takav broj fragmenata, u koje se prije nije moglo ništa razbiti. Rezultati su zabilježeni pomoću ogromnih ALICE, ATLAS, CMS i LHCb detektora.
Veliki prsten hadronskog sudarača
Znanstvenici imaju za cilj dovesti broj sudara na milijardu u sekundi. Snopovi protona koji putuju duž prstena sudarača prate takozvane pakete. Do sada postoji 6 paketa, od kojih svaki sadrži oko 100 milijardi protona. Nadalje, broj paketa će se povećati na 2808.
Pokusi, koji su trajali od 2009. do 2013., i trenutna serija - na moderniziranom sudaraču - nisu izazvali nikakve kataklizme: ni globalne ni lokalne. Najvjerojatnije će se to prenijeti u budućnosti. Istina, planira se energija sudara protona dovesti do 33 teraelektronvolta (TeV). To je više nego dvostruko više nego u eksperimentima koji se sada odvijaju.
Vladimir LAGOVSKY
