ЦЕРН с нови данни, ще разкрият ли тайните на физиката?

Д есет години, след като физици откриха Хигс бозона, международните експерименти ATLAS и CMS в Големия адронен колайдер (LHC) в ЦЕРН обявиха резултатите от своите най-обстойни досега изследвания на свойствата на тази уникална частица.

"Невероятно" откритие за W бозона

Независимите проучвания, публикувани в две статии в авторитетното списание „Нейчър” днес, показват, че частицата, открита в ЦЕРН на 4 юли 2012 г., е в забележително съответствие с Хигс бозона, предсказан от Стандартния модел на физиката на елементарните частици.

Проучванията показват също, че частицата все повече се превръща в мощно средство за търсене на нови, неизвестни явления, които, ако бъдат открити, биха могли да помогнат да се изяснят на някои от най-големите загадки на физиката като природата на тъмната материя във Вселената, се посочва в прессъобщение от ЦЕРН.

Бозонът на Хигс е частица, която е проявление на всепроникващо квантово поле, известно като поле на Хигс и е от основно значение за описанието на Вселената, каквато я познаваме.

Без това поле не биха имали маса елементарните частици като кварките и електроните, както и тежките частици (W-бозони), които са носители на силите, иницииращи ядрената реакция, която захранва Слънцето, посочиха от ЦЕРН.

За да изследват пълния потенциал на данните от LHC за изучаване на Хигс бозона, включително взаимодействията с други частици, експериментите ATLAS и CMS комбинират множество допълващи се процеси, при които Хигс бозонът се произвежда и "разпада" на други частици.

Двата проекта провеждат експерименти в Големия адронен колайдер LHC – най-големият в света ускорител на частици, като анализират данни от над 10 000 трилиона протонни сблъсъка и около 8 млн. бозона на Хигс - 30 пъти повече, отколкото по времето на откриването на частицата.

При този безпрецедентен брой и разнообразие на процеси на получаване на Хигс бозон и процеси на разпад е получен най-точният и подробен набор от измервания до момента на частицата, както и на взаимодействията ѝ с други частици. Всички измервания са в забележително съответствие с прогнозите на Стандартния модел, се посочва в прессъобщението на ЦЕРН.

"Очертаването на такъв портрет на Хигс бозона толкова скоро беше немислимо преди LHC”, каза говорителят на CMS Лука Малджери.  

Новите комбинирани анализи предоставят, наред с други нови резултати, строги граници на взаимодействието на Хигс бозона със самия себе си, а също и на нови, неизвестни явления отвъд Стандартния модел, като например разпадането на Хигс бозона на невидими частици, които може да съставляват тъмната материя.

Happy #Higgs10 anniversary!#OnThisDay in 2012, the @ATLASexperiment and @CMSexperiment announced the discovery of the Higgs boson. Its existence confirms the existence of the “Higgs field”, which gives mass to elementary particles.

Find out more: https://t.co/GvCETklfuH pic.twitter.com/tiJjoDNffv

— CERN (@CERN) July 4, 2022

Работата на екипите на двата проекта върху природата на Хигс бозона ще продължи и с помощта на данните от третия цикъл на работа на LHC, който започва утре с безпрецедентни стойности на ускорение и от колайдера (HL-LHC) от 2029 г.

С около 18 милиона Хигс бозона, които се очаква да бъдат произведени във всеки експеримент от третия цикъл и около 180 млн. от HL-LHC, учените в ЦЕРН очакват  да наблюдават някои от взаимодействията на Хигс бозона с по-леките частици на материята и да получат първите значителни доказателства за взаимодействието на бозона със самия себе си.

Стартът на Големия адронен колайдер в ЦЕРН утре се очаква да постигне забележителна сила на ускорение, стана ясно на пресконференцията на ръководителите на ЦЕРН.

Очаква се ускорителят да постигне 99,9 на сто от скоростта на светлината и 1,6 милиарда сблъсъка на протони в секунда, каза Майк Ламонт, директор по акселераторите и технологиите в ЦЕРН.