Los físicos sospechan que se encuentra un segundo bosón de Higgs, más pesado que el primero
El Gran Colisionador de Hadrones sigue asombrando. Hace unos años, los físicos descubrieron el bosón de Higgs colisionando y rompiendo protones que volaban a la velocidad de la luz en un anillo gigante a la velocidad de la luz. Déjalo ser indirectamente - a raíz de su decadencia, pero fue descubierto. Por ello, los científicos que predijeron la existencia del bosón de Higgs - François Engler y, de hecho, el propio Peter Higgs fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2013.
Higgs derramó lágrimas cuando supo que su bosón y Dios habían sido descubiertos
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En experimentos que tuvieron lugar en diciembre de 2015, los protones fueron golpeados con fuerza. Como resultado, fue posible eliminar una partícula desconocida para la ciencia del universo. Después de volar, se desintegró en fotones. Su energía hizo posible estimar la masa de la partícula desconocida, alrededor de 750 gigaelectronvoltios. Y supongamos que se ha detectado un segundo bosón de Higgs, que es 6 veces más pesado que el primero eliminado en los experimentos de 2011 y 2012. Los físicos hablaron de esto en una conferencia que se celebró recientemente en Italia, en los Alpes.
Las colisiones de protones con duplicado sacudieron una nueva partícula del universo
Según la teoría, el bosón de Higgs, el primero, da masa a la materia en el Universo, haciendo que todas las demás partículas "pesen". Por lo tanto, se le llama partícula divina. O un pedazo de Dios. Fue ella la que faltó para el triunfo final del Modelo Estándar, que explica la estructura de nuestro universo. Solo una partícula.
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Se encontró el bosón de Higgs. El modelo estándar ha triunfado: ya no es necesario revisarlo y buscar nuevas físicas. Sin embargo, el segundo bosón de Higgs lo arruinó todo, ya que su existencia no fue prevista por el Modelo Estándar. Es decir, no debería ser así. Y parece estar …
¿Qué y qué aporta el segundo bosón? ¿Es esta otra partícula divina? No hay respuestas exactas. Todavía no hay suficientes datos estadísticos para que un bosón de Higgs más sea reconocido como real. Pero la probabilidad de que esto suceda es alta: los investigadores de dos detectores, CMS (Compact Muon Solenoid) y ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) encontraron de forma independiente rastros de una partícula desconocida.
Uno de los detectores que registró la desintegración del segundo bosón de Higgs.
Quizás, de confirmarse el descubrimiento, aún sea necesario inventar una nueva física, en la que haya muchas más partículas que en la antigua.
Algunas cabezas científicas calientes fantasean: ¿y si el segundo bosón de Higgs indica la existencia de una quinta fuerza fundamental determinada, además de las cuatro conocidas: gravedad, interacción electromagnética, interacción nuclear fuerte y débil?
¿O la nueva partícula, ya que es tan pesada, pertenece a la misma materia oscura, que supuestamente está llena en el Universo, pero que no se puede detectar de ninguna manera?
Físicos en una encrucijada. Se pueden iniciar nuevos experimentos en el LHC en cualquier lugar. Pero no dejarán que te aburras.
POR OTRA PARTE
Los físicos no temen la búsqueda de nueva física
Los científicos, por cierto, no iban a descansar en un bosón de Higgs. Y la búsqueda de aproximaciones a la nueva física no los asustó. De hecho, en una serie de experimentos en un LHC modernizado, con capacidad duplicada, que terminará en 2018, justo a tiempo para la Copa del Mundo en Rusia, me gustaría esto:
1. Obtenga materia oscura. Según la teoría, esta sustancia en nuestro Universo ya es del 85 por ciento. Pero prácticamente sigue siendo difícil de alcanzar. No se sabe en qué consiste la materia oscura, dónde, cómo y por qué se oculta.
Los físicos no están seguros de poder ver la materia oscura directamente; esperan registrar las partículas en las que se descompone. Por cierto, el bosón de Higgs se descubrió de manera similar.
2. Elimine algunas partículas exóticas de los protones, por ejemplo, las supersimétricas, que son versiones más pesadas de las partículas ordinarias. En teoría, deberían volver a existir.
3. Comprenda dónde se ha ido la antimateria. Según las teorías físicas existentes, nuestro mundo no debería existir. Después de todo, como nos aseguran, se formó como resultado del Big Bang, cuando algo increíblemente diminuto e increíblemente denso de repente "explotó", se expandió y se convirtió en materia. Sin embargo, junto con él, la antimateria se vio obligada a formarse, exactamente la misma cantidad que la materia. Luego debían aniquilar, es decir, desaparecer con un destello de luz. El resultado es ningún universo. Sin embargo, está disponible. Y si es así, entonces como resultado de algo había más materia que antimateria. Lo que llevó, al final, a la aparición de todas las cosas. Pero, ¿qué causó el fructífero sesgo de apertura? ¿Y adónde, al final, se fue toda la antimateria? Acertijos sin solución. Intentarán resolverlos, recibiendo partículas de antimateria en experimentos en el LHC.
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4. Descubra si hay dimensiones adicionales. La teoría admite plenamente que en nuestro mundo no hay tres dimensiones: largo, alto, ancho (X, Y, Z), sino mucho más. A partir de esto, dicen, y la gravedad se manifiesta mucho más débil que otras interacciones fundamentales. Sus poderes van a otras dimensiones.
Los físicos creen que es posible demostrar la existencia de dimensiones extra. Para hacer esto, necesita encontrar partículas que puedan existir solo con dimensiones adicionales. En consecuencia, en nuevos experimentos en el LHC, ellos, los físicos, intentarán hacer esto.
5. Organizar algo como la creación del mundo. Los físicos pretenden reproducir los primeros momentos de la vida del universo. Los experimentos en los que, en lugar de protones, colisionarán iones de plomo mucho más pesados deberían permitir volver a los orígenes mismos. Y producir una sustancia que apareció hace unos 13.700 millones de años inmediatamente después del Big Bang. Y como resultado de ello. Después de todo, fue a partir de este evento desconcertante que supuestamente tuvo lugar la creación del mundo. Y al principio en él, el mundo, no había átomos, y mucho menos moléculas, y solo estaba el llamado plasma de quark-gluón. Se generará en pedazos por iones de plomo que se rompen después de colisiones frontales.
Experimentos similares anteriores no aclararon mucho: no había suficiente potencia de colisión. Ahora se ha duplicado. Y el plasma debería ser el mismo en el que estaba formado el Universo recién nacido.
Según una hipótesis, tan pronto como apareció, el Universo no se comportó como un gas. Como se sugirió anteriormente. Más bien, era líquido, denso y súper caliente. Y la expresión "sopa de quark-gluon", que se aplicó a la materia primaria que contiene, puede resultar más que figurativa.
Alternativamente, primero se creó un gas increíblemente caliente y luego se convirtió en algo caliente y líquido. Y solo entonces, a partir de esto, el mundo que nos rodea comenzó a "emerger" gradualmente. Quizás los nuevos experimentos a potencia prohibitiva permitan una comprensión más precisa de la materia primaria. Y determine si era líquido o gaseoso.
Los físicos nucleares quieren entender cómo funciona el universo
REFERENCIA
Bagel gigante
Los físicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) relanzaron su máquina ciclópea: el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), también conocido como Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que se modernizó el 3 de junio de 2015. La energía de colisión de los protones en experimentos anteriores fue de 7 teraelectronvoltios (TeV). Y ahora se ha subido a 14 TeV.
Cuando se acababa de construir el LHC, uno de los físicos dio a luz el aforismo: "Intentaremos ver qué sucede e intentaremos entender lo que significa". Ahora el aforismo se ha vuelto aún más relevante.
Representantes de 100 países, más de 10 mil científicos y especialistas, incluidos varios cientos de Rusia, participaron en la creación del LHC y en experimentos posteriores.
El LHC es un acelerador de protones en forma de rosquilla con un diámetro de 27 kilómetros. Está enterrado a profundidades de 50 a 175 metros en la frontera de Suiza y Francia. Revestido con superconductores, imanes de aceleración de partículas, refrigerados por helio líquido. Dos haces de partículas se mueven alrededor del anillo en direcciones opuestas y chocan casi a la velocidad de la luz (0.9999 de ella). Y romperse en pedazos: en tal cantidad de fragmentos, en los que nada podría romperse antes. Los resultados se registran utilizando enormes detectores ALICE, ATLAS, CMS y LHCb.
Gran anillo colisionador de hadrones
Los científicos tienen como objetivo llevar el número de colisiones a mil millones por segundo. Los haces de protones que viajan a lo largo del anillo colisionador siguen los llamados paquetes. Hasta ahora hay 6 paquetes, cada uno de los cuales contiene alrededor de 100 mil millones de protones. Además, el número de paquetes se incrementará a 2808.
Los experimentos, que duraron de 2009 a 2013, y la serie actual, sobre el colisionador modernizado, no causaron ningún cataclismo, ni global ni local. Lo más probable es que se transfiera en el futuro. Es cierto que hay planes para llevar la energía de las colisiones de protones a 33 teraelectronvoltios (TeV). Esto es más del doble que en los experimentos que se están llevando a cabo ahora.
Vladimir LAGOVSKY
