Fiziķiem ir aizdomas, ka tiek atrasts otrais Higsa bozons - smagāks par pirmo
Lielais hadronu paātrinātājs turpina pārsteigt. Pirms dažiem gadiem fiziķi atklāja Higsa bozonu, saduroties un sadragājot protonus, kas ar gaismas ātrumu pārvietojās milzu gredzenā ar gaismas ātrumu. Lai tas būtu netieši - pēc sabrukšanas, bet tas tika atklāts. Par to zinātniekiem, kuri paredzēja Higsa bozona - Fransuā Englera un faktiski Pētera Higsa - esamību, 2013. gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizikā.
Higgs sarija asaras, kad uzzināja, ka ir atklāts viņa bozons un Dievs
Eksperimentos, kas notika 2015. gada decembrī, protoni tika pakļauti atriebībai. Tā rezultātā no Visuma bija iespējams izsist zinātnei nezināmu daļiņu. Pēc izlidošanas tas sadalījās fotonos. Viņu enerģija ļāva novērtēt nezināmās daļiņas - aptuveni 750 gigaelektronvoltu - masu. Pieņemsim, ka ir atklāts otrais Higsa bozons, kas ir 6 reizes smagāks nekā pirmais, kas tika izsists 2011. un 2012. gada eksperimentos. Fiziķi par to runāja konferencē, kas nesen notika Itālijā - Alpos.
Protonu sadursme ar dubultošanos no Visuma izšāvusi jaunu daļiņu
Saskaņā ar teoriju viens - pirmais - Higsa bozons Visumā piešķir masai matēriju, padarot visas pārējās daļiņas “svarīgas”. Tāpēc to sauc par dievišķo daļiņu. Vai arī gabals Dieva. Tieši viņa pietrūka standarta modeļa pēdējam triumfam, kas izskaidro mūsu Visuma struktūru. Tikai viena daļiņa.
Reklāmas video:
Tika atrasts Higsa bozons. Standarta modelis ir triumfējis - vairs nav vajadzības to pārskatīt un meklēt kādu jaunu fiziku. Tomēr otrais Higsa bozons visu sabojāja, jo tā eksistence nebija paredzēta standarta modelī. Tas ir, tā tam nevajadzētu būt. Un šķiet, ka viņš ir …
Ko un ko apveltīts otrais bozons? Vai šī ir vēl viena dievišķā daļiņa? Precīzu atbilžu nav. Joprojām nav pietiekami daudz statistikas datu, lai vēl vienu Higsa bozonu varētu atzīt par reālu. Bet varbūtība tam ir liela - divu detektoru - CMS (Compact Muon Solenoid) un ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) pētnieki neatkarīgi paklupa uz nezināmas daļiņas pēdām.
Viens no detektoriem, kas fiksēja otrā Higsa bozona sabrukšanu.
Varbūt, ja atklājums tiks apstiprināts, būs jāizdomā jauna fizika, kurā daļiņu ir daudz vairāk nekā vecajā.
Dažas karstas zinātniskas galvas fantazē: ja nu otrais Higsa bozons norāda uz noteikta piektā pamata spēka esamību - papildus zināmajiem četriem: gravitācija, elektromagnētiskā mijiedarbība, spēcīga un vāja kodola mijiedarbība?
Vai arī jaunā daļiņa - tā kā tā ir tik smaga - pieder tai pašai tumšai matērijai, kas it kā ir pilna Visumā, bet kuru nekādā veidā nevar noteikt?
Fiziķi krustcelēs. Jaunus eksperimentus LHC var sākt jebkur. Bet viņi neļaus jums garlaikoties.
NO OTRAS PUSES
Fiziķi nebaidās no jaunas fizikas meklējumiem
Starp citu, zinātnieki negrasījās atpūsties uz viena Higsa bozona. Un pieejas meklējumi jaunajai fizikai viņus nebiedēja. Patiešām, eksperimentu sērijā ar modernizētu LHC - dubultotu jaudu, kas beigsies 2018. gadā - tieši laikā, kad notiks Krievijā notiekošais pasaules čempionāts, es gribētu šo:
1. Iegūstiet tumšo vielu. Saskaņā ar teoriju šī viela mūsu Visumā jau ir 85 procenti. Bet praktiski tas joprojām ir nenotverams. Nav zināms, no kā sastāv tumšā matērija, kur, kā un kāpēc tā slēpjas.
Fiziķi nav pārliecināti, vai varēs tieši redzēt tumšo matēriju - viņi sagaida, ka reģistrēs daļiņas, kurās tā sadalās. Starp citu, Higsa bozons tika atklāts līdzīgā veidā.
2. No protoniem izsist dažas eksotiskas daļiņas - piemēram, supersimetriskas, kas ir parasto daļiņu smagākas versijas. Teorētiski tām vajadzētu atkal pastāvēt.
3. Saprotiet, kur ir palicis antimatter. Saskaņā ar esošajām fizikālajām teorijām mūsu pasaulei nevajadzētu pastāvēt. Galu galā, kā mēs esam pārliecināti, tas izveidojās Lielā sprādziena rezultātā, kad kaut kas neticami niecīgs un neticami blīvs pēkšņi "eksplodēja", paplašinājās un pārvērtās matērijā. Tomēr kopā ar to antimatter bija jāveido tieši tāds pats daudzums kā matērijai. Tad viņiem vajadzēja iznīcināt - tas ir, pazust ar gaismas zibsni. Rezultāts nav visums. Tomēr tas ir pieejams. Un, ja tā, tad kaut kā rezultātā matērijas bija vairāk nekā antimatērija. Kas galu galā noveda pie visu lietu parādīšanās. Bet kas izraisīja auglīgo sākuma aizspriedumu? Un kur galu galā pazuda visa antimaterija? Neatrisināmas mīklas. Viņi mēģinās tos atrisināt, eksperimentos LHC saņemot antimatter daļiņas.
4. Uzziniet, vai ir papildu izmēri. Teorija pilnībā atzīst, ka mūsu pasaulē nav trīs dimensijas - garums, augstums, platums (X, Y, Z), bet daudz kas cits. Viņi saka, ka no tā gravitācija izpaužas daudz vājāk nekā citas fundamentālas mijiedarbības. Viņas pilnvaras iet uz citām dimensijām.
Fiziķi uzskata, ka ir iespējams pierādīt papildu dimensiju esamību. Lai to izdarītu, jums jāatrod daļiņas, kas var pastāvēt tikai ar papildu izmēriem. Attiecīgi jaunajos eksperimentos LHC viņi - fiziķi - mēģinās to izdarīt.
5. Sakārtojiet kaut ko līdzīgu pasaules radīšanai. Fiziķi plāno atveidot pirmos Visuma dzīves mirkļus. Eksperimentiem, kuros protonu vietā saduras daudz smagāki svina joni, vajadzētu ļaut atgriezties pie sākotnējās izcelsmes. Un ražot vielu, kas parādījās apmēram pirms 13,7 miljardiem gadu tūlīt pēc Lielā sprādziena. Un tā rezultātā. Galu galā, tieši no šī mulsinošā notikuma it kā notika pasaules radīšana. Un sākumā tajā - pasaulē - nebija atomu, nemaz nerunājot par molekulām, un bija tikai tā saucamā kvark-gluona plazma. To ģenerēs svina joni, kas sadalīti pēc sadursmēm ar galvu.
Iepriekšējie līdzīgie eksperimenti neko daudz neskaidroja - nebija pietiekami daudz sadursmes spēka. Tagad tas ir dubultojies. Un plazmai jābūt tādai pašai, kā sastāvēja jaundzimušais Visums.
Saskaņā ar vienu hipotēzi, tiklīdz tā parādījās, Visums neuzvedās kā gāze. Kā jau iepriekš tika ieteikts. Drīzāk tas bija šķidrs - blīvs un ļoti karsts. Un izteiciens "kvarka-gluona zupa", kas tika lietots tajā esošajai primārajai vielai, var izrādīties ne tikai tēlains.
Alternatīvi vispirms tika izveidota neticami karsta gāze, pēc tam tā pārvērtās par kaut ko karstu un šķidru. Un tikai tad - no tā - pasaule ap mums pamazām sāka "parādīties". Varbūt jauni eksperimenti ar pārmērīgu spēku ļaus precīzāk izprast primāro matēriju. Un nosakiet, vai tas bija šķidrs vai gāzveida.
Kodolfiziķi vēlas saprast, kā darbojas Visums
ATSAUCES
Milzu bagele
Eiropas Kodolpētniecības organizācijas (CERN) fiziķi no jauna palaida savu ciklopisko mašīnu - Lielo hadronu sadursmi (LHC), jeb Lielo hadronu sadursmi (LHC), kuru modernizēja 2015. gada 3. jūnijā. Iepriekšējo eksperimentu protonu sadursmes enerģija bija 7 teraelektronvolti (TeV). Un tagad tas ir palielināts līdz 14 TeV.
Kad LHC tikko tika uzcelta, viens no fiziķiem dzemdēja aforismu: "Mēs centīsimies redzēt, kas notiek, un mēģināsim saprast, ko tas nozīmē." Tagad aforisms ir kļuvis vēl aktuālāks.
LHC izveidē un turpmākajos eksperimentos piedalījās 100 valstu pārstāvji, vairāk nekā 10 tūkstoši zinātnieku un speciālistu, tostarp vairāki simti no Krievijas.
LHC ir virtuļa formas protonu paātrinātājs, kura diametrs ir 27 kilometri. Tas ir apglabāts 50 līdz 175 metru dziļumā uz Šveices un Francijas robežas. Izklāts ar supravadošiem - daļiņu paātrinošiem magnētiem, kurus atdzesē šķidrs hēlijs. Divi daļiņu stari pārvietojas ap gredzenu pretējos virzienos un saduras gandrīz ar gaismas ātrumu (0,9999 no tā). Un saplīst sietos: tik daudzos fragmentos, kuros iepriekš neko nevarēja sadragāt. Rezultāti tiek reģistrēti, izmantojot milzīgos detektorus ALICE, ATLAS, CMS un LHCb.
Liels hadronu sadursmes gredzens
Zinātnieku mērķis ir panākt sadursmju skaitu līdz miljardam sekundē. Protonu kūļi, kas pārvietojas pa sadursmes gredzenu, seko tā sauktajām paketēm. Pagaidām ir 6 paketes, katrā no tām ir aptuveni 100 miljardi protonu. Tālāk iesaiņojumu skaits tiks palielināts līdz 2808.
Eksperimenti, kas ilga no 2009. līdz 2013. gadam, un pašreizējā sērija - ar modernizēto sadursmi - neizraisīja nekādas kataklizmas: ne globālas, ne lokālas. Visticamāk, tas pārnāks arī nākotnē. Tiesa, ir plānots protonu sadursmes enerģiju novest līdz 33 teraelektronvoltiem (TeV). Tas ir vairāk nekā divas reizes vairāk nekā pašreiz notiekošajos eksperimentos.
Vladimirs LAGOVSKIS