Fyysikot epäilevät toisen Higgsin bosonin löytyvän - painavampaa kuin ensimmäinen
Suuri hadronitörmäys hämmästyttää edelleen. Muutama vuosi sitten fyysikot löysivät Higgsin bosonin törmäämällä ja murtamalla valon nopeudella kulkevia protoneja jättiläissormuksessa valon nopeudella. Olkoon se epäsuorasti - rappeutumisensa jälkeen, mutta se löydettiin. Siitä Higgsin bosonin olemassaolon ennustaneet tutkijat - François Engler ja itse asiassa Peter Higgs itse vuonna 2013 - saivat Nobelin fysiikkapalkinnon.
Higgs vuodatti kyyneleitä saatuaan tietää, että hänen ja Jumalan pojansa oli löydetty
Joulukuussa 2015 toteutetuissa kokeissa protoneja lyötiin kosto. Tämän seurauksena tieteelle tuntematon partikkeli pudotettiin maailmankaikkeudesta. Ulos lennettyään se hajosi fotoneiksi. Heidän energiansa ansiosta oli mahdollista arvioida tuntemattoman hiukkasen massa - noin 750 gigaelektronivolttia. Oletetaan, että toinen Higgsin bosoni on havaittu, joka on 6 kertaa raskaampi kuin ensimmäinen, joka pudotettiin vuosina 2011 ja 2012. Fyysikot puhuivat tästä konferenssissa, joka pidettiin äskettäin Italiassa - Alpeilla.
Protonien törmäykset kaksinkertaistuneiden kanssa ravistivat uuden hiukkasen universumista
Teorian mukaan yksi - ensimmäinen - Higgsin bosoni antaa massan aineelle maailmankaikkeudessa, mikä tekee kaikista muista hiukkasista "painavia". Siksi sitä kutsutaan jumalalliseksi hiukkaseksi. Tai pala Jumalaa. Juuri hän puuttui vakiomallin viimeiseen voittoon, mikä selittää universumimme rakenteen. Vain yksi hiukkanen.
Mainosvideo:
Higgsin bosoni löydettiin. Vakiomalli on voittanut - sitä ei enää tarvitse tarkistaa ja etsiä uutta fysiikkaa. Toinen Higgsin bosoni tuhosi kaiken, koska vakiomalli ei kuvannut sen olemassaoloa. Eli sen ei pitäisi olla. Ja hän näyttää olevan …
Mitä ja mitä toinen bosoni antaa? Onko tämä toinen jumalallinen partikkeli? Tarkkoja vastauksia ei ole. Tilastotietoja ei ole vielä riittävästi, jotta vielä yksi Higgsin bosoni voidaan tunnistaa todelliseksi. Mutta todennäköisyys on suuri - kahden ilmaisimen - CMS: n (Compact Muon Solenoid) ja ATLAS: n (Toroidal LHC ApparatuS) tutkijat kompastuivat itsenäisesti tuntemattoman hiukkasen jälkeihin.
Yksi ilmaisimista, joka nauhoitti toisen Higgsin bosonin hajoamisen.
Ehkä, jos löytö vahvistuu, on silti välttämätöntä keksiä uusi fysiikka, jossa hiukkasia on paljon enemmän kuin vanhassa.
Jotkut kuumat tieteelliset päät kuvittelevat: entä jos toinen Higgsin boson osoittaa tietyn viidennen perusvoiman olemassaolon - tunnettujen neljän lisäksi: painovoima, sähkömagneettinen vuorovaikutus, vahva ja heikko ydinvuorovaikutus?
Vai kuuluuko uusi partikkeli - koska se on niin raskasta - samaan pimeään aineeseen, joka on oletettavasti täynnä maailmankaikkeutta, mutta jota ei voida millään tavalla havaita?
Fyysikot tienhaarassa. Uudet kokeet LHC: llä voidaan aloittaa missä tahansa. Mutta ne eivät anna sinun kyllästyä.
TOISAALTA
Fyysikot eivät pelkää uuden fysiikan etsimistä
Tutkijat eivät muuten aio levätä yhdellä Higgsin bosonilla. Ja uuden fysiikan lähestymistapojen etsiminen ei pelottanut heitä. Itse asiassa modernisoidulla LHC-laitteella - kaksinkertaistetulla kapasiteetilla, joka päättyy vuonna 2018 - koesarjassa, juuri oikeaan aikaan Venäjän MM-kisoihin, haluaisin tämän:
1. Hanki pimeää ainetta. Teorian mukaan tämä aine universumissamme on jo 85 prosenttia. Mutta käytännössä se on edelleen vaikeasti saavutettavissa. Ei tiedetä, mistä pimeä aine koostuu, missä, miten ja miksi se on piilossa.
Fyysikot eivät ole varmoja siitä, pystyvätkö he näkemään pimeän aineen suoraan - he odottavat rekisteröivänsä hiukkaset, joihin se hajoaa. Muuten, Higgsin bosoni löydettiin samalla tavalla.
2. Koputa joitain eksoottisia hiukkasia protoneista - esimerkiksi supersymmetrisiä, jotka ovat tavallisten hiukkasten raskaampia versioita. Teoriassa niiden pitäisi olla uudelleen olemassa.
3. Ymmärrä, mihin antiaine on mennyt. Nykyisten fyysisten teorioiden mukaan maailmaa ei pitäisi olla. Loppujen lopuksi, kuten olemme varmoja, se syntyi Ison räjähdyksen seurauksena, kun jokin uskomattoman pieni ja uskomattoman tiheä yhtäkkiä "räjähti", laajeni ja muuttui aineeksi. Kuitenkin yhdessä sen kanssa myös antimateria joutui muodostumaan - täsmälleen saman määrän kuin aine. Sitten heidän piti tuhota - eli kadota valon välähdyksellä. Tuloksena ei ole universumia. Se on kuitenkin käytettävissä. Ja jos niin, niin jonkin seurauksena oli enemmän ainetta kuin antimateria. Mikä johti lopulta kaiken syntymiseen. Mutta mikä aiheutti hedelmällisen avaamisen puolueellisuuden? Ja minne lopulta kaikki antiaineet menivät? Ratkaisemattomat arvoitukset. He yrittävät ratkaista ne vastaanottamalla antiainehiukkasia kokeissa LHC: ssä.
4. Selvitä onko muita ulottuvuuksia. Teoria myöntää täysin, että maailmassamme ei ole kolmea ulottuvuutta - pituus, korkeus, leveys (X, Y, Z), mutta paljon muuta. Tästä he sanovat, että painovoima ilmenee paljon heikommin kuin muut perustavanlaatuiset vuorovaikutukset. Hänen voimansa menevät muihin ulottuvuuksiin.
Fyysikot uskovat, että on mahdollista todistaa ylimääräisten ulottuvuuksien olemassaolo. Tätä varten sinun on tunnistettava hiukkaset, joita voi esiintyä vain lisämitoilla. Vastaavasti LHC: n uusissa kokeissa he - fyysikot - yrittävät tehdä tämän.
5. Järjestä jotain maailman luomista. Fyysikot aikovat toistaa maailmankaikkeuden elämän ensimmäiset hetket. Kokeiden, joissa protonien sijasta törmäävät paljon raskaammat lyijyionit, pitäisi palata takaisin alkuperäisiin. Ja tuottaa ainetta, joka ilmestyi noin 13,7 miljardia vuotta sitten heti Suuren räjähdyksen jälkeen. Ja sen seurauksena. Loppujen lopuksi maailman luomisen väitettiin tapahtuvan tästä hämmentävästä tapahtumasta. Ja aluksi siinä - maailmassa - ei ollut atomeja, molekyylistä puhumattakaan, ja oli vain niin kutsuttu kvark-gluoniplasma. Se syntyy sileille lyijyioneille, jotka rikkoutuvat otsatörmäysten jälkeen.
Aiemmat samanlaiset kokeet eivät selventäneet paljon - törmäysvoimaa ei ollut tarpeeksi. Nyt se on kaksinkertaistettu. Plasman tulisi olla sama kuin vastasyntynyt maailmankaikkeus.
Yhden hypoteesin mukaan heti, kun se ilmestyi, maailmankaikkeus ei käyttäytynyt kuin kaasu. Kuten aiemmin ehdotettiin. Pikemminkin se oli nestemäinen - tiheä ja erittäin kuuma. Ja ilmaisu "kvarkki-gluonikeitto", jota käytettiin sen primaariseen aineeseen, voi osoittautua enemmän kuin vain kuviolliseksi.
Vaihtoehtoisesti ensin luotiin uskomattoman kuuma kaasu, sitten se muuttui jotain kuumaksi ja nestemäiseksi. Ja vasta sitten - tästä - ympäröivä maailma alkoi vähitellen "syntyä". Ehkä uudet kokeet kohtuuttomalla voimalla mahdollistavat tarkemman käsityksen ensisijaisesta aineesta. Ja selvitä onko se nestemäinen vai kaasumainen.
Ydinfyysikot haluavat ymmärtää, miten maailmankaikkeus toimii
VIITE
Jättiläinen bagel
Fyysikot Euroopan ydintutkimusjärjestöstä (CERN) toivat markkinoille syklopean koneensa - Large Hadron Collider (LHC), alias Large Hadron Collider (LHC), joka modernisoitiin 3. kesäkuuta 2015. Protonien törmäysenergia edellisissä kokeissa oli 7 teraelektronivolttia (TeV). Ja nyt se on nostettu 14 TeV: iin.
Kun LHC rakennettiin vasta, yksi fyysikoista synnytti aforismin: "Yritämme nähdä, mitä tapahtuu, ja yritämme ymmärtää, mitä se tarkoittaa." Nyt aforismista on tullut entistä ajankohtaisempi.
100 maan edustajat, yli 10 tuhatta tutkijaa ja asiantuntijaa, mukaan lukien useita satoja Venäjältä, osallistuivat LHC: n luomiseen ja myöhempiin kokeisiin.
LHC on donitsin muotoinen protonikiihdytin, jonka halkaisija on 27 kilometriä. Se on haudattu 50-175 metrin syvyyteen Sveitsin ja Ranskan rajalle. Se on vuorattu suprajohtavilla - hiukkasia kiihdyttävillä - magneeteilla, joita jäähdyttää nestemäinen helium. Kaksi hiukkassädettä liikkuu renkaan ympäri vastakkaisiin suuntiin ja törmäävät melkein valon nopeudella (0,9999 siitä). Ja murskaa seppeleiksi: sellaisiksi palasiksi, joihin mitään ei voitu murtaa ennen. Tulokset tallennetaan käyttämällä valtavia ilmaisimia ALICE, ATLAS, CMS ja LHCb.
Suuri Hadron Collider Ring
Tutkijoiden tavoitteena on saada törmäysten määrä miljardiin sekunnissa. Törmäysrengasta pitkin kulkevat protonisuihkut seuraavat ns. Paketteja. Toistaiseksi on 6 pakettia, joista jokainen sisältää noin 100 miljardia protonia. Lisäksi pakettien lukumäärä nostetaan 2808: een.
Vuosina 2009--2013 kestäneet kokeet ja nykyinen sarja - modernisoidulla törmäyskoneella - eivät aiheuttaneet mitään katastrofeja: eivät maailmanlaajuisia eikä paikallisia. Todennäköisesti se siirtyy tulevaisuudessa. On totta, että on tarkoitus tuoda protonien törmäysenergia 33 teraelektronivoltiin (TeV). Tämä on yli kaksi kertaa niin paljon kuin nyt meneillään olevissa kokeissa.
Vladimir LAGOVSKY