Vedci našli prvý dôkaz rozpadu vzácneho Higgsovho bozónu

Vedci objavili prvý dôkaz rozpadu Higgsovho bozónu, čím rozšírili naše chápanie podivného kvantového vesmíru.

V roku 2012 bola udelená Nobelova cena za fyziku za prelomový objav: objav Higgsovho bozónu, subatomárnej častice predpovedanej štandardným modelom fyziky takmer pred 50 rokmi. Higgsov bozón je krátkodobý, rýchlo sa rozpadá na menej hmotné častice, ako sú dva fotóny (častice svetla).

Teraz výskumníci pomocou ATLAS a CMS na Veľkom hadrónovom urýchľovači vo Švajčiarsku našli dôkazy o vzácnom rozpade Higgsovho bozónu, pri ktorom sa subatomárna častica rozdelí na jeden fotón a dva leptóny, čo je typ elementárnej častice, ktorá môže byť nabitá alebo neutrálna. Najmä našli dôkaz, že Higgsov bozón sa môže rozpadnúť buď na fotón a pár elektrónov, alebo na fotón a pár miónov s opačným nábojom.

Pomocou štandardného modelu môžu vedci predpovedať rôzne elementárne častice, na ktoré sa môže Higgsov bozón rozpadnúť, pričom dva fotóny sú celkom „normálny“ rozpad. Môžu tiež odhadnúť, ako často sa Higgsov bozón rozpadá na rôzne kombinácie častíc.

Pri tomto type rozpadu sa po super krátkom živote Higgsov bozón rýchlo zmení na jeden fotón, ktorý vedci nazývajú „virtuálny fotón“. Tento „virtuálny fotón“, známy aj ako „fotón mimo škrupiny“, sa potom okamžite premení na niečo ako dva leptóny. Tento „virtuálny fotón“ má veľmi malú nenulovú hmotnosť, zatiaľ čo bežné fotóny sú úplne bez hmotnosti.

Tiež zaujímavé:

• Vedci ubezpečujú, že piata dimenzia vesmíru existuje
• Študent objavil chýbajúcu hmotu v galaxii
• V trpasličej galaxii bolo objavené obrovské halo tmavej hmoty

Dva leptóny sa "dostávajú do nášho kalorimetra veľmi blízko seba", hovoria odborníci. LHC kalorimeter je prístroj, ktorý zabraňuje zrážke častíc. Vedci môžu detekovať a študovať tieto častice, keď sú zastavené alebo "absorbované" prístrojom.

Hoci vedci predpovedali, že tento typ rozpadu by mal existovať s Higgsovým bozónom, táto nová detekcia je „prvým náznakom dôkazu o tejto veľmi zriedkavej forme rozpadu Higgsovho bozónu“.

Tím však pravdepodobne nebude môcť priamo pozorovať vzácny rozpad, kým neaktualizuje zariadenie pre budúci program LHC s vysokou svietivosťou. "Keďže sa očakáva, že program LHC s vysokou svietivosťou vygeneruje obrovské množstvo údajov, štúdium vzácnych rozpadov Higgsovho bozónu sa stane novým normálom," uviedol ATLAS vo vyhlásení.

Štúdiom takýchto zriedkavých rozpadov môžu vedci preskúmať možnosť novej fyziky nad rámec štandardného modelu. Štandardný model vysvetľuje veľa o našom fyzickom vesmíre, ale nezahŕňa gravitáciu ani temnú hmotu. Predpokladá sa, že temná hmota, ktorá nevyžaruje svetlo a nedá sa priamo pozorovať, tvorí asi 80 % všetkej hmoty v známom vesmíre.

To všetko nám "zatiaľ nedáva nové informácie o portáli Higgs do 'temného sektora'," tvrdia vedci. Ale "dokazuje, že takéto veľmi vzácne veci môžeme celkom ľahko hľadať."

Prečítajte si tiež:

• Vedci našli systém, v ktorom sa centrálna hviezda a planéty otáčajú rôznymi smermi
• IBM používa atómovú mikroskopiu na štúdium atmosféry Saturnovho mesiaca