Учени откриха първите доказателства за разпадането на редкия Хигс бозон

Учените откриха първото доказателство за разпадането на бозона на Хигс, разширявайки нашето разбиране за странната квантова вселена.

През 2012 г. Нобеловата награда за физика беше присъдена за революционно откритие: откриването на бозона на Хигс, субатомна частица, предсказана от Стандартния модел на физиката преди почти 50 години. Бозонът на Хигс е краткотраен, бързо се разпада на по-малко масивни частици като два фотона (светлинни частици).

Сега изследователи, използващи ATLAS и CMS в Големия адронен колайдер в Швейцария, откриха доказателства за рядък разпад на Хигс бозон, при който субатомна частица се разделя на един фотон и два лептона, вид елементарна частица, която може да бъде заредена или неутрална. По-специално те откриха доказателства, че бозонът на Хигс може да се разпадне или на фотон и двойка електрони, или на фотон и двойка мюони с противоположен заряд.

Използвайки стандартния модел, учените могат да предскажат различните елементарни частици, на които Хигс бозонът може да се разпадне, като два фотона са сравнително „нормален“ разпад. Те могат също така да преценят колко често Хигс бозонът се разпада на различни комбинации от частици.

При този тип разпад, след супер кратък живот, бозонът на Хигс бързо се превръща в един фотон, който учените наричат ​​"виртуален фотон". Този „виртуален фотон“, известен също като „фотон извън обвивката“, веднага се трансформира в нещо като два лептона. Този "виртуален фотон" има много малка ненулева маса, докато обикновените фотони са напълно безмасови.

Също интересно:

• Учените уверяват, че петото измерение на Вселената съществува
• Студентът откри липсващата материя в галактиката
• Огромен ореол от тъмна материя беше открит в галактика джудже

Два лептона "влизат в нашия калориметър много близо един до друг", казват експерти. Калориметърът LHC е инструмент, който предотвратява сблъсък на частици. Учените могат да открият и изследват тези частици, когато бъдат спрени или „погълнати“ от инструмента.

Въпреки че учените прогнозираха, че този тип разпад трябва да съществува с бозона на Хигс, това ново откриване е „първият намек за доказателство за тази много рядка форма на разпадане на бозона на Хигс“.

Екипът обаче вероятно няма да може директно да наблюдава редкия разпад, докато не обнови оборудването за бъдещата програма LHC с висока яркост. „Тъй като се очаква програмата High-Luminosity LHC да генерира огромни количества данни, изследването на редки разпадания на Хигс бозони ще се превърне в новото нормално“, се казва в изявление на ATLAS.

Чрез изучаване на такива редки разпади учените могат да изследват възможността за нова физика отвъд стандартния модел. Стандартният модел обяснява много за нашата физическа вселена, но не включва гравитацията или тъмната материя. Смята се, че тъмната материя, която не излъчва светлина и не може да се наблюдава директно, съставлява около 80% от цялата материя в познатата вселена.

Всичко това „все още не ни дава нова информация за портала на Хигс към „тъмния сектор“, казват изследователите. Но "доказва, че можем да търсим такива много редки неща доста лесно."

Прочетете също:

• Учените са открили система, в която централната звезда и планетите се въртят в различни посоки
• IBM използва атомна микроскопия, за да изследва атмосферата на луната на Сатурн