Tutkijat ovat löytäneet ensimmäiset todisteet harvinaisen Higgsin bosonin hajoamisesta

Tutkijat ovat löytäneet ensimmäiset todisteet Higgsin bosonin hajoamisesta, mikä laajentaa ymmärrystämme oudosta kvanttiuniversumista.

Vuonna 2012 fysiikan Nobel-palkinto myönnettiin läpimurtolöydöstä: Higgsin bosonin, subatomisen hiukkasen, jonka fysiikan standardimalli ennusti lähes 50 vuotta aiemmin, löydöstä. Higgsin bosoni on lyhytikäinen, ja se hajoaa nopeasti vähemmän massoiksi hiukkasiksi, kuten kahdeksi fotoniksi (valohiukkasiksi).

Nyt tutkijat, jotka käyttävät ATLASia ja CMS:ää Large Hadron Colliderissa Sveitsissä, ovat löytäneet todisteita harvinaisesta Higgsin bosonin hajoamisesta, jossa subatominen hiukkanen hajoaa yhdeksi fotoniksi ja kahdeksi leptoniksi, eräänlaiseksi alkuainehiukkaseksi, joka voi olla varautunut tai neutraali. Erityisesti he löysivät todisteita siitä, että Higgsin bosoni voi hajota joko fotoniksi ja elektronipariksi tai fotoniksi ja myonipariksi, joilla on vastakkainen varaus.

Standardimallin avulla tutkijat voivat ennustaa erilaisia ​​alkuainehiukkasia, joihin Higgsin bosoni voi hajota, kun kaksi fotonia on melko "normaali" hajoaminen. He voivat myös arvioida, kuinka usein Higgsin bosoni hajoaa erilaisiksi hiukkasyhdistelmiksi.

Tämäntyyppisessä hajoamisessa erittäin lyhyen eliniän jälkeen Higgsin bosoni muuttuu nopeasti yhdeksi fotoniksi, jota tiedemiehet kutsuvat "virtuaalifotoniksi". Tämä "virtuaalinen fotoni", joka tunnetaan myös "kuoren ulkopuolisena fotonina", muuttuu sitten välittömästi kahdeksi leptoniksi. Tällä "virtuaalifotonilla" on hyvin pieni nollasta poikkeava massa, kun taas tavalliset fotonit ovat täysin massattomia.

Mielenkiintoista myös:

• Tiedemiehet vakuuttavat, että maailmankaikkeuden viides ulottuvuus on olemassa
• Opiskelija löysi galaksista puuttuvan aineen
• Kääpiögalaksista löydettiin valtava pimeän aineen halo

Kaksi leptonia "pääsee kalorimetriimme hyvin lähelle toisiaan", asiantuntijat sanovat. LHC-kalorimetri on laite, joka estää hiukkasten törmäyksen. Tiedemiehet voivat havaita ja tutkia näitä hiukkasia, kun laite pysäyttää tai "absorboi" ne.

Vaikka tutkijat ennustivatkin, että tämän tyyppistä hajoamista pitäisi esiintyä Higgsin bosonin kanssa, tämä uusi havainto on "ensimmäinen vihje todisteeksi tästä erittäin harvinaisesta Higgsin bosonin hajoamisen muodosta".

Ryhmä ei kuitenkaan todennäköisesti pysty suoraan tarkkailemaan harvinaista rappeutumista ennen kuin he päivittävät laitteet tulevaa korkean valoisuuden LHC-ohjelmaa varten. "Koska High-Luminosity LHC -ohjelman odotetaan tuottavan valtavia määriä dataa, harvinaisten Higgsin bosonien hajoamisen tutkimuksesta tulee uusi normaali", ATLAS sanoi lausunnossaan.

Tutkimalla tällaisia ​​harvinaisia ​​hajoamisia tiedemiehet voivat tutkia uuden fysiikan mahdollisuutta standardimallin ulkopuolella. Standardimalli selittää paljon fyysisestä universumistamme, mutta se ei sisällä painovoimaa tai pimeää ainetta. Pimeän aineen, joka ei lähetä valoa ja jota ei voida suoraan havaita, uskotaan muodostavan noin 80 % kaikesta tunnetun maailmankaikkeuden aineesta.

Kaikki tämä "ei vielä anna meille uutta tietoa "pimeän sektorin" Higgsin portaalista", tutkijat sanovat. Mutta "osoittaa, että voimme etsiä sellaisia ​​erittäin harvinaisia ​​asioita melko helposti."

Lue myös:

• Tutkijat ovat löytäneet järjestelmän, jossa keskustähti ja planeetat pyörivät eri suuntiin
• IBM tutkii Saturnuksen kuun ilmakehän atomimikroskoopilla