Füüsikud kahtlustavad, et leiti teine Higgsi boson - raskem kui esimene
Suur hadroni kokkupõrge hämmastab jätkuvalt. Mõni aasta tagasi avastasid füüsikud Higgsi bosoni, põrkudes kokku ja purustades valguse kiirusel hiiglaslikus rõngas valguse kiirusel liikuvaid prootoneid. Las see olla kaudselt - selle lagunemise kiuste, kuid see avastati. Selle eest pälvisid Nobeli füüsikaauhinna teadlased, kes ennustasid Higgsi bosoni olemasolu - François Engler ja tegelikult Peter Higgs ise 2013. aastal.
Higgs valas pisaraid, kui sai teada, et tema boson ja Jumal on avastatud
2015. aasta detsembris toimunud katsetes löödi prootoneid kättemaksuga. Selle tulemusena löödi teadusest tundmatu osake universumist välja. Pärast välja lendamist lagunes see footoniteks. Nende energia võimaldas hinnata tundmatu osakese massi - umbes 750 gigaelektronvolti. Ja oletame, et on avastatud teine Higgsi boson, mis on 6 korda raskem kui esimene, mis 2011. ja 2012. aasta katsetes välja löödi. Füüsikud rääkisid sellest konverentsil, mis hiljuti toimus Itaalias - Alpides.
Prootonite kokkupõrked kahekordsega raputasid universumist välja uue osakese
Teooria kohaselt annab üks - esimene - Higgsi boson Universumis ainele massi, muutes kõik teised osakesed "kaalukaks". Seetõttu nimetatakse seda jumalikuks osakeseks. Või tükk jumalat. Just tema jäi puudu standardmudeli viimaseks võidukäiguks, mis selgitab meie universumi ülesehitust. Ainult üks osake.
Reklaamvideo:
Leiti Higgsi boson. Standardmudel triumfeeris - polnud vaja seda üle vaadata ja uut füüsikat otsida. Teine Higgsi boson rikkus aga kõik ära, kuna selle olemasolu ei kujutanud standardmudel ette. See tähendab, et see ei tohiks olla. Ja tundub, et ta on …
Mida ja mida teine bosoon annab? Kas see on veel üks jumalik osake? Täpseid vastuseid pole. Ikka pole piisavalt statistilisi andmeid, et veel üks Higgsi boson saaks tõeliseks tunnistada. Kuid selle tõenäosus on suur - kahe detektori - CMS (Compact Muon Solenoid) ja ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) - uurijad komistasid iseseisvalt tundmatu osakese jälgedele.
Üks detektoritest, mis registreeris teise Higgsi bosoni lagunemise.
Ehk kui avastus leiab kinnitust, tuleb ikkagi leiutada uus füüsika, milles osakesi on palju rohkem kui vanas.
Mõned kuumad teaduspead fantaseerivad: mis oleks, kui teine Higgsi boson viitab teatud viienda põhijõu olemasolule - lisaks teadaolevale neljale: gravitatsioon, elektromagnetiline vastasmõju, tugev ja nõrk tuumatoime?
Või kuulub uus osake - kuna see on nii raske - samasse tumeainesse, mis on väidetavalt Universumis täis, kuid mida pole võimalik tuvastada?
Füüsikud ristteel. Uusi katseid LHC-s saab alustada kõikjal. Kuid nad ei lase teil igavleda.
TEISELT POOLT
Füüsikud ei karda uue füüsika otsimist
Muide, teadlased ei kavatsenud ühel Higgsi bosonil puhata. Ja lähenemine uuele füüsikale ei hirmutanud neid. Tõepoolest, ajakohastatud LHC - kahekordse võimsusega katsete seerias, mis lõpeb 2018. aastal - tahaksin just Venemaal toimuva maailmameistrivõistluste ajaks:
1. Saage tumeaine. Teooria järgi on seda ainet meie Universumis juba 85 protsenti. Kuid praktiliselt on see endiselt tabamatu. Pole teada, millest tumeaine koosneb, kuhu, kuidas ja miks see on peidetud.
Füüsikud pole kindlad, kas nad suudavad tumeainet otse näha - nad loodavad registreerida osakesed, millesse see laguneb. Muide, Higgsi boson avastati sarnaselt.
2. Löö prootonitest välja mõned eksootilised osakesed - näiteks supersümmeetrilised, mis on tavaliste osakeste raskemad versioonid. Teoreetiliselt peaksid need taas olemas olema.
3. Mõista, kuhu antiaine on kadunud. Olemasolevate füüsikaliste teooriate kohaselt ei tohiks meie maailma olemas olla. Lõppude lõpuks, nagu me oleme kindlad, tekkis see Suure Paugu tagajärjel, kui midagi uskumatult väikest ja uskumatult tihedat "plahvatas", paisus ja muutus aineks. Kuid koos sellega oli kohustatud moodustama ka antiainet - täpselt sama palju kui ainet. Siis pidid nad hävitama - st kaduma valgusvihuga. Tulemuseks pole universumit. Kuid see on saadaval. Ja kui nii, siis oli millegi tagajärjel rohkem ainet kui antiainet. Mis viis lõpuks kõigi asjade tekkimiseni. Mis aga põhjustas viljaka avanemise kallutatuse? Ja kuhu lõpuks kadusid kõik antiained? Lahendamatud mõistatused. Nad püüavad neid lahendada, saades LHC-s eksperimentides antiaine osakesi.
4. Uurige, kas on olemas täiendavaid mõõtmeid. Teooria tunnistab täielikult, et meie maailmas pole kolme mõõdet - pikkus, kõrgus, laius (X, Y, Z), vaid palju muud. Sellest öeldakse, et gravitatsioon avaldub palju nõrgemini kui muud põhimõttelised vastastikmõjud. Tema jõud lähevad teistesse mõõtmetesse.
Füüsikud usuvad, et lisamõõtmete olemasolu on võimalik tõestada. Selleks peate leidma osakesi, mis võivad eksisteerida ainult täiendavate mõõtmetega. Vastavalt sellele üritavad LHC-s uutes katsetes seda teha ka füüsikud.
5. Korraldage midagi sellist nagu maailma loomine. Füüsikud kavatsevad taasesitada universumi elu esimesi hetki. Katsed, kus prootonite asemel põrkuvad palju raskemad pliiioonid, peaksid võimaldama naasta algupära juurde. Ja toota ainet, mis ilmus umbes 13,7 miljardit aastat tagasi vahetult pärast Suurt Pauku. Ja selle tulemusena. Lõppude lõpuks toimus just sellest mõistatuslikust sündmusest maailma loomine. Ja algul selles - maailmas - ei olnud aatomeid, molekulidest rääkimata, ja seal oli ainult nn kvark-gluooni plasma. Pärast peaga kokkupõrkeid purunenud pliiioonid tekitavad selle sepitsuseni.
Varasemad sarnased katsed ei selgitanud eriti midagi - kokkupõrkejõudu ei olnud piisavalt. Nüüd on see kahekordistunud. Ja plasma peaks olema sama, millest koosnes vastsündinud Universum.
Ühe hüpoteesi kohaselt ei käitunud Universum kohe pärast selle ilmnemist gaasina. Nagu varem soovitatud. Pigem oli see vedel - tihe ja ülikuum. Ja väljend "kvark-gluonisupp", mida selles esmasele ainele kasutati, võib osutuda rohkemaks kui lihtsalt kujundlikuks.
Teise võimalusena loodi kõigepealt uskumatult kuum gaas, seejärel muutus see millekski kuumaks ja vedelaks. Ja alles siis - sellest - hakkas meid ümbritsev maailm järk-järgult "tekkima". Võib-olla võimaldavad uued katsed, millel on keelav jõud, esmast ainet täpsemini mõista. Ja tehke kindlaks, kas see oli vedel või gaasiline.
Tuumafüüsikud tahavad mõista, kuidas universum töötab
VIIDE
Hiiglaslik bagel
Euroopa Tuumauuringute Organisatsiooni (CERN) füüsikud taaskäivitasid oma tsüklopea masina - suure hadroni põrkekeha (LHC) ehk teise suur hadroni põrkekeha (LHC), mida moderniseeriti 3. juunil 2015. Varasemate katsete prootonite kokkupõrkeenergia oli 7 teraelektronvolti (TeV). Ja nüüd on see tõstetud 14 TeV-ni.
Kui LHC just ehitati, sünnitas üks füüsik aforismi: "Püüame näha, mis juhtub, ja püüame mõista, mida see tähendab." Nüüd on aforism muutunud veelgi aktuaalsemaks.
LHC loomisel ja järgnevates katsetes osalesid 100 riigi esindajad, enam kui 10 tuhat teadlast ja spetsialisti, sealhulgas mitusada Venemaalt.
LHC on sõõrikukujuline prootonkiirendi läbimõõduga 27 kilomeetrit. See on maetud 50–175 meetri sügavusele Šveitsi ja Prantsusmaa piirile. See on vooderdatud ülijuhtivate - kiirenevate osakestega - magnetitega, mida jahutab vedel heelium. Kaks osakestekiirt liiguvad ringi ümber vastassuunas ja põrkavad kokku peaaegu valguskiirusel (0,9999 sellest). Ja purunevad sepikesteks: selliseks hulgaks fragmentideks, millesse enne midagi purustada ei saanud. Tulemused registreeritakse tohutute ALICE, ATLAS, CMS ja LHCb detektorite abil.
Suur Hadron Collider Ring
Teadlaste eesmärk on viia kokkupõrgete arv miljardini sekundis. Põrkumisrõngast mööda liikuvad prootonikiired järgivad nn pakette. Siiani on 6 paketti, millest igaüks sisaldab umbes 100 miljardit prootonit. Lisaks suurendatakse pakkide arvu 2808-ni.
Aastatel 2009–2013 kestnud katsed ja praegused sarjad - moderniseeritud kokkupõrkega - ei põhjustanud mingeid kataklüsme: ei globaalseid ega kohalikke. Tõenäoliselt kandub see tulevikus edasi. Tõsi, kavas on prootonite kokkupõrgete energia viia 33 teraelektronvoltini (TeV). Seda on rohkem kui kaks korda rohkem kui praegu käimasolevates katsetes.
Vladimir LAGOVSKY
