Les physiciens soupçonnent la découverte d'un deuxième boson de Higgs - plus lourd que le premier
Le grand collisionneur de hadrons continue d'étonner. Il y a quelques années, des physiciens ont découvert le boson de Higgs en heurtant et en brisant des protons voyageant à la vitesse de la lumière dans un anneau géant à la vitesse de la lumière. Que ce soit indirectement - à la suite de sa décomposition, mais il a été découvert. Pour cela, les scientifiques qui ont prédit l'existence du boson de Higgs - François Engler et, en fait, Peter Higgs lui-même ont reçu le prix Nobel de physique en 2013.
Higgs a versé des larmes quand il a appris que son boson et Dieu avaient été découverts
Dans des expériences qui ont eu lieu en décembre 2015, les protons ont été pilonnés avec vengeance. En conséquence, il était possible d'éliminer une particule inconnue de la science de l'univers. Après s'être envolé, il s'est désintégré en photons. Leur énergie a permis d'estimer la masse de la particule inconnue - environ 750 gigaélectronvolts. Et supposons qu'un deuxième boson de Higgs ait été détecté, qui est 6 fois plus lourd que le premier assommé lors des expériences de 2011 et 2012. Des physiciens en ont parlé lors d'une conférence qui s'est tenue récemment en Italie - dans les Alpes.
Les collisions de protons avec doublé ont secoué une nouvelle particule de l'univers
Selon la théorie, l'un - le premier - le boson de Higgs donne de la masse à la matière dans l'Univers, rendant toutes les autres particules "lourdes". Par conséquent, cela s'appelle une particule divine. Ou un morceau de Dieu. C'est elle qui manquait pour le triomphe final du Modèle Standard, ce qui explique la structure de notre univers. Juste une particule.
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Le boson de Higgs a été retrouvé. Le modèle standard a triomphé - il n'était pas nécessaire de le réviser et de rechercher une nouvelle physique. Cependant, le deuxième boson de Higgs a tout gâché, puisque son existence n'était pas envisagée par le modèle standard. Autrement dit, cela ne devrait pas être le cas. Et il semble être …
De quoi et de quoi le second boson est-il doté? Est-ce une autre particule divine? Il n'y a pas de réponses exactes. Il n'y a toujours pas suffisamment de données statistiques pour qu'un boson de Higgs de plus soit reconnu comme réel. Mais la probabilité de cela est élevée - les chercheurs de deux détecteurs - CMS (Compact Muon Solenoid) et ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) sont tombés indépendamment sur des traces d'une particule inconnue.
L'un des détecteurs qui a enregistré la désintégration du deuxième boson de Higgs.
Peut-être que si la découverte se confirme, il faudra encore inventer une nouvelle physique, dans laquelle il y a beaucoup plus de particules que dans l'ancienne.
Certaines têtes scientifiques chaudes fantasment: et si le deuxième boson de Higgs indiquait l'existence d'une certaine cinquième force fondamentale - en plus des quatre connues: gravité, interaction électromagnétique, interaction nucléaire forte et faible?
Ou la nouvelle particule - puisqu'elle est si lourde - appartient-elle à la même matière noire, qui est censée être pleine dans l'Univers, mais qui ne peut en aucun cas être détectée?
Des physiciens à la croisée des chemins. De nouvelles expériences au LHC peuvent être lancées n'importe où. Mais ils ne vous laisseront pas vous ennuyer.
D'AUTRE PART
Les physiciens n'ont pas peur de la recherche d'une nouvelle physique
Les scientifiques, d'ailleurs, n'allaient pas se reposer sur un boson de Higgs. Et la recherche d'approches à la nouvelle physique ne les effrayait pas. En effet, dans une série d'expériences sur un LHC modernisé - capacité doublée, qui s'achèvera en 2018 - juste à temps pour la Coupe du monde en Russie, j'aimerais ceci:
1. Obtenez de la matière noire. Selon la théorie, cette substance dans notre Univers est déjà de 85%. Mais pratiquement, c'est encore insaisissable. On ne sait pas en quoi consiste la matière noire, où, comment et pourquoi elle est cachée.
Les physiciens ne sont pas sûrs de pouvoir voir directement la matière noire - ils s'attendent à enregistrer les particules dans lesquelles elle se désintègre. À propos, le boson de Higgs a été découvert de la même manière.
2. Supprimez certaines particules exotiques des protons - par exemple, supersymétriques, qui sont des versions plus lourdes de particules ordinaires. En théorie, ils devraient exister à nouveau.
3. Comprenez où est passée l'antimatière. Selon les théories physiques existantes, notre monde ne devrait pas exister. Après tout, comme nous en sommes convaincus, il s'est formé à la suite du Big Bang, quand quelque chose d'incroyablement minuscule et incroyablement dense a soudainement "explosé", s'est développé et s'est transformé en matière. Cependant, avec lui, l'antimatière était obligée de se former - exactement la même quantité que la matière. Ensuite, ils devaient anéantir - c'est-à-dire disparaître avec un éclair de lumière. Le résultat n'est pas un univers. Cependant, il est disponible. Et si c'est le cas, il y avait plus de matière que d'antimatière à cause de quelque chose. Ce qui a conduit, au final, à l'émergence de toutes choses. Mais qu'est-ce qui a provoqué le biais d'ouverture fructueux? Et où, à la fin, est passée toute l'antimatière? Des énigmes insolubles. Ils essaieront de les résoudre en recevant des particules d'antimatière lors d'expériences au LHC.
4. Découvrez s'il existe des dimensions supplémentaires. La théorie admet pleinement que dans notre monde, il n'y a pas trois dimensions - longueur, hauteur, largeur (X, Y, Z), mais bien plus encore. De cela, disent-ils, et la gravité se manifeste beaucoup plus faible que les autres interactions fondamentales. Ses pouvoirs vont à d'autres dimensions.
Les physiciens pensent qu'il est possible de prouver l'existence de dimensions supplémentaires. Pour ce faire, vous devez rechercher des particules qui ne peuvent exister qu'avec des dimensions supplémentaires. En conséquence, dans de nouvelles expériences au LHC, ils - les physiciens - essaieront de le faire.
5. Organisez quelque chose comme la création du monde. Les physiciens entendent reproduire les premiers instants de la vie de l'univers. Des expériences dans lesquelles, au lieu de protons, des ions plomb beaucoup plus lourds vont entrer en collision devraient permettre de revenir aux origines mêmes. Et pour produire une substance apparue il y a environ 13,7 milliards d'années immédiatement après le Big Bang. Et à la suite de cela. Après tout, c'est à partir de cet événement déroutant que la création du monde aurait eu lieu. Et au début, dans le monde, il n'y avait pas d'atomes, encore moins de molécules, et il n'y avait que le soi-disant plasma quark-gluon. Ce sont les ions plomb cassés après des collisions frontales qui le généreront en mille morceaux.
Des expériences similaires précédentes n'ont pas beaucoup clarifié - il n'y avait pas assez de puissance de collision. Maintenant, il a été doublé. Et le plasma doit être le même que celui de l'univers nouveau-né.
Selon une hypothèse, dès son apparition, l'Univers ne s'est pas comporté comme un gaz. Comme suggéré précédemment. C'était plutôt liquide - dense et très chaud. Et l'expression "soupe de quark-gluon", qui était appliquée à la matière première qu'elle contenait, peut s'avérer être plus que figurative.
Alternativement, un gaz incroyablement chaud a d'abord été créé, puis il s'est transformé en quelque chose de chaud et de liquide. Et alors seulement - à partir de là - le monde autour de nous a progressivement commencé à «émerger». Peut-être que de nouvelles expériences à puissance prohibitive permettront une compréhension plus précise de la matière première. Et déterminez si c'était liquide ou gazeux.
Les physiciens nucléaires veulent comprendre comment fonctionne l'univers
RÉFÉRENCE
Bagel géant
Des physiciens de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) ont relancé leur machine cyclopéenne - le grand collisionneur de hadrons (LHC), alias Grand collisionneur de hadrons (LHC), qui a été modernisée le 3 juin 2015. L'énergie de collision des protons dans les expériences précédentes était de 7 téraélectronvolts (TeV). Et maintenant, il a été porté à 14 TeV.
Lorsque le LHC vient d'être construit, l'un des physiciens a donné naissance à l'aphorisme: "Nous allons essayer de voir ce qui se passe et essayer de comprendre ce que cela signifie." Maintenant, l'aphorisme est devenu encore plus pertinent.
Des représentants de 100 pays, plus de 10 000 scientifiques et spécialistes, dont plusieurs centaines de Russie, ont participé à la création du LHC et aux expériences ultérieures.
Le LHC est un accélérateur de protons en forme d'anneau d'un diamètre de 27 kilomètres. Il est enterré à des profondeurs de 50 à 175 mètres à la frontière de la Suisse et de la France. Doublé d'aimants supraconducteurs accélérateurs de particules, refroidis par l'hélium liquide Deux faisceaux de particules se déplacent autour de l'anneau dans des directions opposées et se heurtent presque à la vitesse de la lumière (à 0,9999). Et se briser en miettes: en un tel nombre de fragments, dans lesquels rien ne pouvait être brisé auparavant. Les résultats sont enregistrés à l'aide d'énormes détecteurs ALICE, ATLAS, CMS et LHCb.
Grande bague de collisionneur de hadrons
Les scientifiques visent à porter le nombre de collisions à un milliard par seconde. Les faisceaux de protons voyageant le long de l'anneau de collisionneur suivent les soi-disant paquets. Jusqu'à présent, il y a 6 paquets, chacun contenant environ 100 milliards de protons. De plus, le nombre de colis sera porté à 2808.
Les expériences, qui ont duré de 2009 à 2013, et la série actuelle - sur le collisionneur modernisé - n'ont provoqué aucun cataclysme: ni global, ni local. Très probablement, cela se poursuivra à l'avenir. Certes, il est prévu de porter l'énergie des collisions de protons à 33 téraélectronvolts (TeV). C'est plus de deux fois plus que dans les expériences en cours.
Vladimir LAGOVSKY
