Os físicos suspeitam que um segundo bóson de Higgs foi encontrado - mais pesado que o primeiro
O Grande Colisor de Hádrons continua a surpreender. Alguns anos atrás, os físicos descobriram o bóson de Higgs colidindo e quebrando prótons que viajavam à velocidade da luz em um anel gigante à velocidade da luz. Que seja indiretamente - na esteira de sua decadência, mas foi descoberto. Para isso, os cientistas que previram a existência do bóson de Higgs - François Engler e, de fato, o próprio Peter Higgs foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física em 2013.
Higgs derramou lágrimas quando soube que seu bóson e Deus haviam sido descobertos
Em experimentos que ocorreram em dezembro de 2015, os prótons foram golpeados com força. Como resultado, foi possível eliminar do universo uma partícula desconhecida para a ciência. Depois de voar, ele se desintegrou em fótons. A energia deles permitiu estimar a massa da partícula desconhecida - cerca de 750 gigaeletronvolts. E suponha que um segundo bóson de Higgs tenha sido detectado, que é 6 vezes mais pesado do que o primeiro nocauteado nos experimentos de 2011 e 2012. Os físicos falaram sobre isso em uma conferência que foi realizada recentemente na Itália - nos Alpes.
As colisões de prótons com o dobro sacudiram uma nova partícula do universo
Segundo a teoria, aquele - o primeiro - o bóson de Higgs dá massa à matéria no Universo, tornando todas as outras partículas "pesadas". Portanto, é chamada de partícula divina. Ou um pedaço de Deus. Era ela quem faltava para o triunfo final do Modelo Padrão, que explica a estrutura do nosso universo. Apenas uma partícula.
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O bóson de Higgs foi encontrado. O Modelo Padrão triunfou - não havia necessidade de revisá-lo e procurar por novas físicas. Porém, o segundo bóson de Higgs estragou tudo, já que sua existência não era prevista pelo Modelo Padrão. Ou seja, não deveria ser. E ele parece ser …
O que e o que o segundo bóson confere? Esta é outra partícula divina? Não há respostas exatas. Ainda não há dados estatísticos suficientes para que mais um bóson de Higgs seja reconhecido como real. Mas a probabilidade disso é alta - os pesquisadores de dois detectores - CMS (Compact Muon Solenóide) e ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) tropeçaram independentemente em traços de uma partícula desconhecida.
Um dos detectores que registrou a decadência do segundo bóson de Higgs.
Talvez, se a descoberta se confirmar, ainda seja necessário inventar uma nova física, em que haja muito mais partículas do que na antiga.
Algumas cabeças científicas acaloradas fantasiam: e se o segundo bóson de Higgs indicar a existência de uma certa quinta força fundamental - além das quatro conhecidas: gravidade, interação eletromagnética, interação nuclear forte e fraca?
Ou a nova partícula - por ser tão pesada - pertence à mesma matéria escura, que supostamente está cheia no Universo, mas que não pode ser detectada de forma alguma?
Físicos em uma encruzilhada. Novos experimentos no LHC podem ser iniciados em qualquer lugar. Mas eles não vão deixar você ficar entediado.
POR OUTRO LADO
Os físicos não temem a busca por novas físicas
Os cientistas, a propósito, não iriam descansar em um bóson de Higgs. E a busca por abordagens para a nova física não os assustou. De fato, em uma série de experiências em um LHC modernizado - capacidade dobrada, que terminará em 2018 - bem a tempo para a Copa do Mundo na Rússia, eu gostaria disso:
1. Obtenha matéria escura. Segundo a teoria, esta substância em nosso Universo já é 85 por cento. Mas praticamente ainda é evasivo. Não se sabe em que consiste a matéria escura, onde, como e por que está oculta.
Os físicos não têm certeza de que serão capazes de ver a matéria escura diretamente - eles esperam registrar as partículas nas quais ela decai. A propósito, o bóson de Higgs foi descoberto de maneira semelhante.
2. Elimine algumas partículas exóticas dos prótons - por exemplo, as supersimétricas, que são versões mais pesadas das partículas comuns. Em teoria, eles deveriam existir novamente.
3. Entenda para onde a antimatéria foi. De acordo com as teorias físicas existentes, nosso mundo não deveria existir. Afinal, como temos certeza, ele foi formado como resultado do Big Bang, quando algo inimaginavelmente minúsculo e incrivelmente denso de repente "explodiu", se expandiu e se transformou em matéria. Porém, junto com ela, a antimatéria também foi obrigada a se formar - exatamente a mesma quantidade que a matéria. Então, eles deveriam aniquilar - isto é, desaparecer com um flash de luz. O resultado não é universo. No entanto, ele está disponível. E se sim, então, como resultado de algo, havia mais matéria do que antimatéria. O que levou, no final, ao surgimento de todas as coisas. Mas o que causou o viés de abertura frutífero? E para onde foi, afinal, toda a antimatéria? Enigmas insolúveis. Eles vão tentar resolvê-los, recebendo partículas de antimatéria em experimentos no LHC.
4. Descubra se existem dimensões adicionais. A teoria admite plenamente que em nosso mundo não existem três dimensões - comprimento, altura, largura (X, Y, Z), mas muito mais. A partir disso, eles dizem, e a gravidade se manifesta muito mais fraca do que outras interações fundamentais. Seus poderes vão para outras dimensões.
Os físicos acreditam que é possível provar a existência de dimensões extras. Para fazer isso, você precisa detectar partículas que podem existir apenas com dimensões adicionais. Conseqüentemente, em novos experimentos no LHC, eles - físicos - tentarão fazer isso.
5. Organize algo como a criação do mundo. Os físicos pretendem reproduzir os primeiros momentos da vida do universo. Experimentos nos quais, em vez de prótons, íons de chumbo muito mais pesados colidem, devem permitir o retorno às origens. E para produzir uma substância que apareceu cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, imediatamente após o Big Bang. E como resultado disso. Afinal, foi a partir desse evento intrigante que a criação do mundo supostamente ocorreu. E a princípio nele - o mundo - não havia átomos, muito menos moléculas, e havia apenas o chamado plasma de quark-gluon. Ele será gerado em pedacinhos por íons de chumbo quebrados após colisões frontais.
Experimentos semelhantes anteriores não esclareceram muito - não havia poder de colisão suficiente. Agora foi duplicado. E o plasma deve ser o mesmo do qual o Universo recém-nascido consiste.
Segundo uma hipótese, assim que apareceu, o Universo não se comportou como um gás. Conforme sugerido anteriormente. Em vez disso, era líquido - denso e superaquecido. E a expressão "sopa de quark-gluon", que foi aplicada à sua matéria primária, pode acabar sendo mais do que apenas figurativa.
Como alternativa, um gás incrivelmente quente foi criado primeiro, depois se transformou em algo quente e líquido. E só então - a partir disso - o mundo ao nosso redor gradualmente começou a "emergir". Talvez novos experimentos com poderes proibitivos permitam uma compreensão mais precisa da matéria primária. E determine se era líquido ou gasoso.
Os físicos nucleares querem entender como o universo funciona
REFERÊNCIA
Bagel gigante
Físicos da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) relançaram sua máquina ciclópica - o Large Hadron Collider (LHC), também conhecido como Large Hadron Collider (LHC), que passou por modernização em 3 de junho de 2015. A energia de colisão de prótons em experimentos anteriores foi de 7 teraeletronvolts (TeV). E agora ele foi aumentado para 14 TeV.
Quando o LHC acabou de ser construído, um dos físicos deu origem ao aforismo: "Vamos tentar ver o que acontece e tentar entender o que significa." Agora o aforismo se tornou ainda mais relevante.
Representantes de 100 países, mais de 10 mil cientistas e especialistas, incluindo várias centenas da Rússia, participaram da criação do LHC e de experimentos subsequentes.
O LHC é um acelerador de prótons em forma de donut com um diâmetro de 27 quilômetros. Ele está enterrado em profundidades de 50 a 175 metros na fronteira entre a Suíça e a França. Revestido com supercondutores - ímãs aceleradores de partículas, resfriados por hélio líquido. Dois feixes de partículas se movem ao redor do anel em direções opostas e colidem quase à velocidade da luz (0,9999 a partir dela). E quebrar em pedacinhos: em tantos fragmentos, nos quais nada poderia ser quebrado antes. Os resultados são registrados usando enormes detectores ALICE, ATLAS, CMS e LHCb.
Grande Anel Colisor de Hádrons
Os cientistas pretendem trazer o número de colisões para um bilhão por segundo. Os feixes de prótons que viajam ao longo do anel do colisor seguem os chamados pacotes. Até agora, existem 6 pacotes, cada um contendo cerca de 100 bilhões de prótons. Além disso, o número de pacotes será aumentado para 2.808.
Os experimentos, que duraram de 2009 a 2013, e a série atual - sobre o colisor modernizado - não causaram cataclismos: nem globais, nem locais. Muito provavelmente, isso continuará no futuro. É verdade que existem planos para levar a energia das colisões de prótons para 33 teraeletronvolts (TeV). Isso é mais do que o dobro dos experimentos que estão acontecendo agora.
Vladimir LAGOVSKY
