Oamenii de știință au găsit primele dovezi ale degradarii rarului boson Higgs

Oamenii de știință au descoperit primele dovezi ale dezintegrarii bosonului Higgs, extinzându-ne înțelegerea ciudatului univers cuantic.

În 2012, Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat pentru o descoperire revoluționară: descoperirea bosonului Higgs, o particulă subatomică prezisă de Modelul Standard al fizicii cu aproape 50 de ani mai devreme. Bosonul Higgs este de scurtă durată, se descompune rapid în particule mai puțin masive, cum ar fi doi fotoni (particule de lumină).

Acum, cercetătorii care folosesc ATLAS și CMS la Large Hadron Collider din Elveția au găsit dovezi ale unei dezintegrari rare a bosonului Higgs, în care o particulă subatomică se împarte într-un foton și doi leptoni, un tip de particule elementare care poate fi încărcată sau neutră. În special, au găsit dovezi că bosonul Higgs se poate descompune fie într-un foton și o pereche de electroni, fie într-un foton și o pereche de muoni cu sarcina opusă.

Folosind modelul standard, oamenii de știință pot prezice diferitele particule elementare în care se poate descompune bosonul Higgs, doi fotoni fiind o dezintegrare destul de „normală”. Ei pot estima, de asemenea, cât de des se descompune bosonul Higgs în diferite combinații de particule.

În acest tip de dezintegrare, după o viață super-scurtă, bosonul Higgs se transformă rapid într-un singur foton, pe care oamenii de știință îl numesc „foton virtual”. Acest „foton virtual”, cunoscut și sub numele de „foton din exterior”, este apoi transformat imediat în ceva asemănător cu doi leptoni. Acest „foton virtual” are o masă foarte mică, diferită de zero, în timp ce fotonii obișnuiți sunt complet fără masă.

Interesant de asemenea:

• Oamenii de știință asigură că a cincea dimensiune a universului există
• Studentul a descoperit materia lipsă din galaxie
• Un uriaș halou de materie întunecată a fost descoperit într-o galaxie pitică

Doi leptoni „intră în calorimetrul nostru foarte aproape unul de celălalt”, spun experții. Calorimetrul LHC este un instrument care previne ciocnirea particulelor. Oamenii de știință pot detecta și studia aceste particule atunci când sunt oprite sau „absorbite” de instrument.

Deși oamenii de știință au prezis că acest tip de degradare ar trebui să existe cu bosonul Higgs, această nouă detectare este „primul indiciu de dovezi pentru această formă foarte rară de dezintegrare a bosonului Higgs”.

Cu toate acestea, echipa probabil nu va putea observa în mod direct degradarea rară până când nu va moderniza echipamentul pentru viitorul program LHC de înaltă luminozitate. „Deoarece programul High-Luminosity LHC este de așteptat să genereze cantități enorme de date, studiul dezintegrarilor rare ale bosonului Higgs va deveni noua normalitate”, a spus ATLAS într-un comunicat.

Studiind astfel de dezintegrari rare, oamenii de știință pot explora posibilitatea unei noi fizici dincolo de Modelul standard. Modelul standard explică multe despre universul nostru fizic, dar nu include gravitația sau materia întunecată. Se crede că materia întunecată, care nu emite lumină și nu poate fi observată direct, reprezintă aproximativ 80% din întreaga materie din universul cunoscut.

Toate acestea „nu ne oferă încă informații noi despre portalul Higgs către „sectorul întunecat””, spun cercetătorii. Dar „demonstrează că putem căuta destul de ușor astfel de lucruri foarte rare”.

Citeste si:

• Oamenii de știință au descoperit un sistem în care steaua centrală și planetele se rotesc în direcții diferite
• IBM folosește microscopia atomică pentru a studia atmosfera lunii lui Saturn