Физики отчаянно намерены, дабы бозон Хиггса был ошибкой

    Когда Пол Глейшер вот-вот был должен получить ученую степень в 2012 году, вокруг лишь и существовало дискуссий, что об бозоне Хиггса. Сталкивая протоны совместно вот уже два года, Объемной адронный коллайдер ЦЕРНа вот-вот был должен выхватить таинственную частичку — которая помогает растолковать, как только у вселенной возникла толпа — из королевства теории. Студентам, которым довелось попасть в исследовательскую группу БАК, выпал шанс выполнить наикрупнейшее открытие в современной физике.

    Физики отчаянно намерены, дабы бозон Хиггса был ошибкой

    Глейшер был огорчен. За два месяца перед началом тамошнего, как только он предстал аспирантом Эдинбургского вуза в команде ЦЕРН, опыты БАК ATLAS и CMS сказали о обнаружении бозона Хиггса.

    «Было малость обидно, — разговаривает Глейшер. — Они ожидали 50 лет, дабы определить его, не могли подождать гораздо пару месяцев, пока что я и не присоединюсь к ним».

    Последующие три года протекали в похмелье, тотальном шампанского. Новейшие заданные подтвердили находку Хиггса, а уж потом коллайдер закрыли на двухгодовую модернизацию, дабы впоследствии сталкивать крупицы с двойной силой.

    Эти в летнюю пору очень ожидаемый перезапуск БАК состоялся с новейшей задачей: постараться определить большие крупицы, кои ранее ни разу и не образовывались в искусственных ускорителях частиц. Физики полагают, что могли бы заприметить крупицы, из которых состоит черная материя — безизвестное вещество, составляющее практически четверть Вселенной — либо даже натолкнуться на альтернативные измерения.

    Невзирая на выпавший шанс поизучать экзотичные новейшие крупицы, спустя три с половиной года Глейшер нашел себя как и раньше изучающим бозон Хиггса с опыта ATLAS. Заместо тамошнего дабы провести всю жизнь, гоняясь за призраком, он изучает что-то совсем реальное.

    «Открытие — при всем собственном великолепии и Нобелевской премии, за него присужденной, — это же лишь первый шаг», — говорит Глейшер. Теоретики и альтернативные ученые на коллайдере с ним согласны. Они задумываются, что бозон Хиггса поможет им же определить новейшую физику.

    Что сейчас?

    Бозон Хиггса (будем именовать его ординарно Хиггсом, как только наши старшие коллеги) предстал в неком смысле точкой. В базе физики простых частиц покоится эдак именуемая Обычная фотомодель: группа из 17 простых частиц и руководила них взаимодействия. Перед началом открытия Хиггса физики следили 16 из этих частиц — и неудачно пробовали определить 17-ю, которая обратила бы всю фотомодель в новейшем направлении. Однако Хиггс оказался совсем простым. Он орудовал в точности с пророчествами фотомодели, подчиняясь всем теоретическим правилам.

    Можно сообщить, что физики перестарались с прогнозами. «Получив Хиггса, мы поразмыслили, что задели дна», — говорит Андре Давид, ведущий физик CMS, пытаясь охарактеризовать бозон.

    Однако с не так давно модернизированным БАК, ученые ATLAS — наряду со собственными сотрудниками с CMS и посреди физиков-теоретиков — полагают, что Хиггс все гораздо может направить нас на новейшие дорожки в природе мира. «Будто вы утыкаетесь в дно, а уж за ним обязано быть новое дно, — разговаривает Давид. — Просто надо продолжить копать».

    Физики уже приготовили достаточно сочные теории для Хиггса. Когда вы являетесь частью процесса, дающего Вселенной толпу, вы наверное замешаны и в остальных увлекательных делишках. Этот месяц ознаменовал окончание первого раунда наблюдения протонных столкновений на больших энергиях в БАК, и приобретенные заданные умеют затронуть наикрупнейшие вопросцы в физике.

    Одна из величайших надежд, которую физики ложут на новейший БАК, это же и не перевернуть Обычную фотомодель новенькими наблюдениями, а уж расширить ее — определить напарника для каждой из 17 частиц, подтвердив теорию суперсимметрии. Обычная фотомодель хорошо поясняет хлипкое взаимодействие, позволяющее одной крупице преобразовываться в другую. Однако физики и не знают, посему хлипкое взаимодействие превышает гравитацию. Теории, кои истолковали бы эту странность, включают бозон Хиггса с наибольшей толпой, однако обнаруженный в 2012 году бозон был относительно несложным. Наблюдение суперсимметричных частиц, кои тоже будут несложными, могло бы растолковать расхождение.

    Бозон Хиггса мог бы сыграть участие и в альтернативный неведомой пока что крупице: черной материи. Полностью может быть, что Хиггс может становиться черной материей либо играться какую-нибудь другую участие в ее поведении. Гигантские сенсоры БАК определяют, что происходит опосля столкновений, улавливая энергии приобретенных частиц — и ежели часть данной энергии пропадет, это же возможно намек на возникновение черной материи.

    А уж еще есть материя и антиматерия. Хотя физики знают об существовании тамошнего и иного, они и не убеждены в фолиант, что случилось сразу же опосля Немалого Взрыва, когда Вселенная состояла из равных элементов вещества и антивещества. Они имеют склонность к уничтожению друг дружку, превращаясь в чистую энергию при столкновении. Однако что-то вызвало дисбаланс и привело к тамошнему, что в современной Вселенной намного все больше вещества, ежели антивещества. Ученые полагают, что взаимодействия Хиггса с ним же самим могли бы внести вклад — потому планируют исследовать, что происходит, когда два Хиггса встречаются в БАК.

    В конце концов, физики считают, что умеют определить еще более хиггсовых частиц. Одна из не плохих теорий постулирует, что заместо единого типа бозона Хиггса — них пять. Некие тяжелее тамошнего, что отыскали в 2012 году, а уж означает, может быть, БАК и не был довольно сильным, дабы сделать них. До сего времени.

    Узнаваемое безизвестное

    Все эти способности вызывают конкретный ажиотаж в научных кругах. Однако самые интригующие результаты БАК умеют быть вследствие возникновения чего-то, что никто и не ждал. Хиггс, обнаруженный в 2012 году, владеет толпой, которая подозрительно совместима с множеством взаимодействий частиц. Это же возможно совпадением. Либо — надеются физики — это может привести к некоторым глубинным принципам, кои прятались от физиков до сего времени. Конечная миссию, как обычно, определить ниточку, за какую можно потянуть, активировав колокол, который приведет физиков к чему-то новенькому.

    «Нет никаких гарантий, что мы поразмыслили обо всем, об чем можно существовало поразмыслить. Может быть, мы были недостаточно профессиональными и творческими, — разговаривает Давид. — Возможно, мы движемся в направлении, где можно поймать узкую новейшую физику. Это же и не то, дабы определить под носом новейшую частицу».

    В еще один раз ученые запустили ходики туманного периода ожидания. Питер Хиггс представил существование собственного бозона в 1964 году — частицу и не могли определить 50 лет. Ученые ЦЕРН пока что и не знают, довольно ли массивный них коллайдер, дабы предоставить разыскиваемые ответы, либо же придется ожидать последующего массивного апгрейда энергии спустя годы либо даже десятилетия.

    «У нас куча вопросцев. У нас существуют косвенные подтверждения, что ответы на их можно определить, проводя опыты, кои мы и делаем, — говорит ученый ATLAS Эллиот Лайплес. — Мы можем остаться с пустыми руками либо определить что-то шокирующее практически в последующем месяце».

    В целом это же мучительная и непризнательная работа. Группа Глейшера в Институте Эдинбурга проводит деньки, анализируя распад Хиггса на несколько заядлых типов частиц. Дабы распахнуть секреты Хиггса, физики обязаны провести тыщи часов, прочесывая непостижимое число столкновений частиц, кои каждый денек происходят на БАК. И ежели Глейшеру повезет, конкретно его команда может найти физику, которая отобразит, что Хиггс ошибался.