Znanstveniki so našli prve dokaze o razpadu redkega Higgsovega bozona

Znanstveniki so odkrili prve dokaze o razpadu Higgsovega bozona in s tem razširili naše razumevanje nenavadnega kvantnega vesolja.

Leta 2012 je bila Nobelova nagrada za fiziko podeljena za prelomno odkritje: odkritje Higgsovega bozona, subatomskega delca, ki ga je standardni model fizike napovedal skoraj 50 let prej. Higgsov bozon je kratkotrajen in hitro razpade na manj masivne delce, kot sta dva fotona (lahki delci).

Zdaj so raziskovalci, ki uporabljajo ATLAS in CMS na velikem hadronskem trkalniku v Švici, našli dokaze o redkem razpadu Higgsovega bozona, pri katerem se subatomski delec razcepi na en foton in dva leptona, vrsto elementarnih delcev, ki so lahko nabiti ali nevtralni. Zlasti so našli dokaze, da lahko Higgsov bozon razpade bodisi na foton in par elektronov bodisi na foton in par mionov z nasprotnim nabojem.

Z uporabo standardnega modela lahko znanstveniki napovejo različne osnovne delce, v katere lahko razpade Higgsov bozon, pri čemer sta dva fotona dokaj "normalen" razpad. Lahko tudi ocenijo, kako pogosto Higgsov bozon razpade v različne kombinacije delcev.

Pri tej vrsti razpada se Higgsov bozon po superkratki življenjski dobi hitro spremeni v en sam foton, ki ga znanstveniki imenujejo "virtualni foton". Ta "navidezni foton", znan tudi kot "foton zunaj lupine", se nato takoj spremeni v nekaj podobnega kot dva leptona. Ta "virtualni foton" ima zelo majhno maso, ki ni enaka nič, medtem ko so navadni fotoni popolnoma brezmasni.

Zanimivo tudi:

• Znanstveniki zagotavljajo, da peta dimenzija vesolja obstaja
• Študent je odkril manjkajočo snov v galaksiji
• V pritlikavi galaksiji so odkrili ogromen halo temne snovi

Dva leptona "prideta v naš kalorimeter zelo blizu drug drugemu," pravijo strokovnjaki. LHC kalorimeter je instrument, ki preprečuje trčenje delcev. Znanstveniki lahko zaznajo in preučijo te delce, ko jih instrument zaustavi ali "absorbira".

Čeprav so znanstveniki predvidevali, da bi morala ta vrsta razpada obstajati s Higgsovim bozonom, je ta nova detekcija "prvi namig o dokazih za to zelo redko obliko razpada Higgsovega bozona."

Vendar ekipa verjetno ne bo mogla neposredno opazovati redkega razpada, dokler ne nadgradijo opreme za prihodnji program LHC z visoko svetilnostjo. "Ker se pričakuje, da bo program High-Luminosity LHC ustvaril ogromne količine podatkov, bo študija redkih razpadov Higgsovega bozona postala nova normalnost," je dejal ATLAS v izjavi.

S preučevanjem tako redkih razpadov lahko znanstveniki raziščejo možnost nove fizike onkraj standardnega modela. Standardni model razloži veliko o našem fizičnem vesolju, vendar ne vključuje gravitacije ali temne snovi. Temna snov, ki ne oddaja svetlobe in je ni mogoče neposredno opazovati, naj bi predstavljala približno 80 % vse snovi v znanem vesolju.

Vse to "nam še ne daje novih informacij o Higgsovem portalu v 'temnem sektorju'," pravijo raziskovalci. Toda "dokazuje, da lahko zelo enostavno iščemo tako zelo redke stvari."

Preberite tudi:

• Znanstveniki so našli sistem, kjer se osrednja zvezda in planeti vrtijo v različnih smereh
• IBM uporablja atomsko mikroskopijo za preučevanje atmosfere Saturnove lune