I fisici sospettano che sia stato trovato un secondo bosone di Higgs, più pesante del primo
Il Large Hadron Collider continua a stupire. Alcuni anni fa, i fisici hanno scoperto il bosone di Higgs facendo collidere e frantumando protoni che viaggiano alla velocità della luce in un anello gigante alla velocità della luce. Lascia che sia indirettamente - sulla scia del suo decadimento, ma è stato scoperto. Per questo, gli scienziati che hanno predetto l'esistenza del bosone di Higgs - François Engler e, in effetti, lo stesso Peter Higgs sono stati insigniti del Premio Nobel per la fisica nel 2013.
Higgs ha pianto quando ha saputo che il suo bosone e Dio erano stati scoperti
Negli esperimenti che hanno avuto luogo nel dicembre 2015, i protoni sono stati picchiati a morte. Di conseguenza, è stato possibile eliminare una particella sconosciuta alla scienza dall'universo. Dopo essere volato via, si è disintegrato in fotoni. La loro energia ha permesso di stimare la massa della particella sconosciuta - circa 750 gigaelettronvolt. E supponiamo che sia stato rilevato un secondo bosone di Higgs, che è 6 volte più pesante del primo eliminato negli esperimenti del 2011 e del 2012. I fisici ne hanno parlato in una conferenza che si è tenuta recentemente in Italia, nelle Alpi.
Le collisioni di protoni con raddoppiato hanno scosso una nuova particella dall'universo
Secondo la teoria, quello - il primo - il bosone di Higgs dà massa alla materia nell'Universo, rendendo "pesanti" tutte le altre particelle. Pertanto, è chiamata particella divina. O un pezzo di Dio. Era lei che mancava per il trionfo finale del Modello Standard, che spiega la struttura del nostro universo. Solo una particella.
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È stato trovato il bosone di Higgs. Il modello standard ha trionfato: non c'è più bisogno di rivederlo e cercare qualche nuova fisica. Tuttavia, il secondo bosone di Higgs ha rovinato tutto, poiché la sua esistenza non era prevista dal Modello Standard. Cioè, non dovrebbe essere. E sembra essere …
Cosa e cosa fornisce il secondo bosone? È un'altra particella divina? Non ci sono risposte esatte. Non ci sono ancora dati statistici sufficienti per riconoscere un bosone di Higgs come reale. Ma la probabilità di ciò è alta - i ricercatori di due rilevatori - CMS (Compact Muon Solenoid) e ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) sono incappati in modo indipendente sulle tracce di una particella sconosciuta.
Uno dei rivelatori che ha registrato il decadimento del secondo bosone di Higgs.
Forse, se la scoperta sarà confermata, sarà comunque necessario inventare una nuova fisica, in cui ci siano molte più particelle rispetto a quella vecchia.
Alcune teste scientifiche bollenti fantasticano: e se il secondo bosone di Higgs indica l'esistenza di una certa quinta forza fondamentale - oltre alle quattro note: gravità, interazione elettromagnetica, interazione nucleare forte e debole?
Oppure la nuova particella - dal momento che è così pesante - appartiene alla stessa materia oscura, che si suppone sia piena nell'Universo, ma che non può essere rilevata in alcun modo?
Fisici a un bivio. Nuovi esperimenti all'LHC possono essere avviati ovunque. Ma non ti faranno annoiare.
D'ALTRA PARTE
I fisici non hanno paura della ricerca di nuova fisica
Gli scienziati, a proposito, non si sarebbero riposati su un bosone di Higgs. E la ricerca di approcci alla nuova fisica non li ha spaventati. Infatti, in una serie di esperimenti su un LHC modernizzato - capacità raddoppiata, che terminerà nel 2018 - giusto in tempo per la Coppa del Mondo in Russia, vorrei questo:
1. Ottieni materia oscura. Secondo la teoria, questa sostanza nel nostro universo è già dell'85 percento. Ma praticamente è ancora sfuggente. Non si sa in cosa consista la materia oscura, dove, come e perché sia nascosta.
I fisici non sono sicuri di essere in grado di vedere direttamente la materia oscura: si aspettano di registrare le particelle in cui decade. A proposito, il bosone di Higgs è stato scoperto in modo simile.
2. Elimina alcune particelle esotiche dai protoni, ad esempio quelle supersimmetriche, che sono versioni più pesanti delle particelle ordinarie. In teoria, dovrebbero esistere di nuovo.
3. Capire dove è finita l'antimateria. Secondo le teorie fisiche esistenti, il nostro mondo non dovrebbe esistere. Dopotutto, come ci viene assicurato, si è formato in seguito al Big Bang, quando qualcosa di inimmaginabilmente piccolo e incredibilmente denso "esplose" improvvisamente, si espanse e si trasformò in materia. Tuttavia, insieme ad esso, anche l'antimateria fu obbligata a formarsi, esattamente la stessa quantità della materia. Poi dovevano annientarsi, cioè scomparire con un lampo di luce. Il risultato non è un universo. Tuttavia, è disponibile. E se è così, allora come risultato di qualcosa c'era più materia che antimateria. Il che ha portato, alla fine, all'emergere di tutte le cose. Ma cosa ha causato il fruttuoso pregiudizio di apertura? E dove, alla fine, è finita tutta l'antimateria? Enigmi irrisolvibili. Proveranno a risolverli, ricevendo particelle di antimateria negli esperimenti all'LHC.
4. Scopri se ci sono dimensioni aggiuntive. La teoria ammette pienamente che nel nostro mondo non ci sono tre dimensioni: lunghezza, altezza, larghezza (X, Y, Z), ma molto di più. Da questo, dicono, e la gravità si manifesta molto più debole di altre interazioni fondamentali. I suoi poteri vanno ad altre dimensioni.
I fisici credono che sia possibile provare l'esistenza di dimensioni extra. Per fare ciò, devi trovare particelle che possono esistere solo con dimensioni aggiuntive. Di conseguenza, in nuovi esperimenti all'LHC, loro - fisici - proveranno a farlo.
5. Organizza qualcosa come la creazione del mondo. I fisici intendono riprodurre i primi momenti della vita dell'universo. Esperimenti in cui, al posto dei protoni, si scontreranno ioni piombo molto più pesanti dovrebbero consentire di tornare alle origini. E per produrre una sostanza apparsa circa 13,7 miliardi di anni fa, subito dopo il Big Bang. E come risultato di esso. Dopotutto, è stato da questo evento sconcertante che sarebbe avvenuta la creazione del mondo. E all'inizio in esso - il mondo - non c'erano atomi, per non parlare delle molecole, e c'era solo il cosiddetto plasma di quark-gluone. Sarà generato in mille pezzi dagli ioni di piombo rotti dopo collisioni frontali.
Precedenti esperimenti simili non hanno chiarito molto: non c'era abbastanza potenza di collisione. Ora è stato raddoppiato. E il plasma dovrebbe essere lo stesso di cui consisteva il neonato Universo.
Secondo un'ipotesi, non appena è apparso, l'Universo non si è comportato come un gas. Come suggerito in precedenza. Piuttosto, era liquido, denso e molto caldo. E l'espressione "zuppa di quark-gluone", che è stata applicata alla materia prima in essa contenuta, potrebbe rivelarsi qualcosa di più che figurativa.
In alternativa, è stato creato prima un gas incredibilmente caldo, poi si è trasformato in qualcosa di caldo e liquido. E solo allora - da questo - il mondo intorno a noi cominciò gradualmente ad "emergere". Forse nuovi esperimenti al potere proibitivo consentiranno una comprensione più accurata della materia primaria. E determina se era liquido o gassoso.
I fisici nucleari vogliono capire come funziona l'universo
RIFERIMENTO
Bagel gigante
I fisici dell'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) hanno rilanciato la loro macchina ciclopica: il Large Hadron Collider (LHC), alias Large Hadron Collider (LHC), che ha subito un ammodernamento il 3 giugno 2015. L'energia di collisione dei protoni negli esperimenti precedenti era di 7 teraelettronvolt (TeV). E ora è stato portato a 14 TeV.
Quando l'LHC è stato appena costruito, uno dei fisici ha dato vita all'aforisma: "Cercheremo di vedere cosa succede e cercheremo di capire cosa significa". Ora l'aforisma è diventato ancora più rilevante.
Rappresentanti di 100 paesi, più di 10mila scienziati e specialisti, tra cui diverse centinaia dalla Russia, hanno partecipato alla creazione dell'LHC e agli esperimenti successivi.
L'LHC è un acceleratore di protoni a forma di ciambella con un diametro di 27 chilometri. È sepolto a una profondità compresa tra 50 e 175 metri al confine tra Svizzera e Francia. Foderato con superconduttori - magneti acceleratori di particelle, raffreddati da elio liquido. Due fasci di particelle si muovono attorno all'anello in direzioni opposte e si scontrano quasi alla velocità della luce (0,9999 da esso). E frantumarsi in mille pezzi: in un tale numero di frammenti, in cui nulla poteva essere frantumato prima. I risultati vengono registrati utilizzando enormi rilevatori ALICE, ATLAS, CMS e LHCb.
Grande anello Hadron Collider
Gli scienziati mirano a portare il numero di collisioni a un miliardo al secondo. I fasci di protoni che viaggiano lungo l'anello del collisore seguono i cosiddetti pacchetti. Finora ci sono 6 pacchetti, ciascuno contenente circa 100 miliardi di protoni. Inoltre, il numero di pacchetti verrà aumentato a 2808.
Gli esperimenti, durati dal 2009 al 2013, e le serie attuali - sul collisore modernizzato - non hanno provocato alcun cataclisma: né globale né locale. Molto probabilmente verrà trasferito in futuro. È vero, ci sono piani per portare l'energia delle collisioni di protoni a 33 teraelettronvolt (TeV). Questo è più del doppio rispetto agli esperimenti in corso ora.
Vladimir LAGOVSKY
