Возможно Бозон Хиггса спас нашу Вселенную!

Физики предположили, что наша Вселенная может быть небольшой частью гораздо большего космоса, который постоянно и быстро расширяется и создает новые вселенные. В нашем углу этой мультивселенной масса бозона Хиггса была достаточно мала, чтобы эта область не коллапсировала, как могли бы произойти другие.

Бозон Хиггса, загадочная частица, придающая другим частицам массу, может предотвратить коллапс нашей Вселенной. И его свойства могут содержать ключ к пониманию того, почему мы живем в мультивселенной параллельных миров, предполагает новая дикая теория.

Эта теория, согласно которой разные регионы Вселенной имеют разные наборы физических законов, предполагает, что выживут только миры, в которых бозон Хиггса мал.

Если это так, то новая модель будет включать в себя создание новых частиц, что, в свою очередь, объяснит, почему сильное взаимодействие, которое в конечном счете препятствует распаду атомов, подчиняется определенной симметрии. И попутно это может помочь раскрыть природу темной материи, неуловимой субстанции, из которой состоит большая часть материи.

В 2012 году Большой адронный коллайдер совершил поистине монументальный подвиг. Этот подземный ускоритель частиц впервые обнаружил бозон Хиггса, частицу, которая десятилетиями ускользала от физиков. Бозон Хиггса является краеугольным камнем Стандартной модели. Эта частица придает другим частицам их массу и создает разницу между слабым ядерным взаимодействием и электромагнитным взаимодействием.

Но вместе с хорошими новостями пришли и плохие. Масса бозона Хиггса составила 125 гигаэлектронвольт (ГэВ), что на несколько порядков меньше, чем думали физики.

Чтобы было совершенно ясно, структура, которую физики используют для описания зоопарка субатомных частиц, известная как Стандартная модель, на самом деле не предсказывает значение массы бозона Хиггса. Чтобы эта теория работала, число должно быть получено экспериментально. Но предварительные расчеты привели физиков к предположению, что бозон Хиггса будет иметь невероятно большую массу. Итак, как только открыли шампанское и присудили Нобелевские премии, возник вопрос: почему бозон Хиггса имел такую ​​маленькую массу?

Читайте также:  Зачем марсоходы делают «селфи»

В другой изначально не связанной с этим проблеме сильное взаимодействие ведет себя не совсем так, как предсказывает Стандартная модель. В математике есть определенные симметрии, которые физики используют для описания высокоэнергетических взаимодействий. Например, существует зарядовая симметрия (измените все электрические заряды во взаимодействии, и все будет работать так же), временная симметрия (начните реакцию в противоположном направлении, и она будет такой же) и четная симметрия (обратите взаимодействие к его зеркальному отражению)..и то же самое).

Во всех экспериментах на сегодняшний день сильное взаимодействие, по-видимому, подчиняется комбинированной симметрии изменения заряда и изменения четности. Но математика сильного взаимодействия не демонстрирует такой же симметрии. Никакое известное природное явление не должно обеспечивать эту симметрию, и тем не менее природа, похоже, подчиняется ей. Как?

Возможно, бозон Хиггса спас нашу Вселенную!

Крупнейший в мире ускоритель Большой адронный коллайдер образует 27-километровое кольцо под франко-швейцарской границей.

Пара теоретиков, Раффаэле Тито Д’Аньоло из Французской комиссии по альтернативной энергии и атомной энергии (CEA) и Даниэле Терези из ЦЕРН, считали, что эти две проблемы могут быть связаны.

Они имели в виду идею, называемую мультивселенной, которая родилась из теории, называемой инфляцией. Инфляция — это идея о том, что в первые дни Большого взрыва наш космос претерпел период чрезвычайно интенсивного расширения, удваиваясь в размерах каждую миллиардную долю секунды.

Физики не совсем уверены, что вызвало инфляцию или как она работала, но одно из следствий основной идеи заключается в том, что наша Вселенная никогда не прекращала инфляцию. Наоборот, то, что мы называем «нашей вселенной», — это всего лишь небольшая часть гораздо большего космоса, который постоянно и быстро раздувается и постоянно создает новые вселенные, как пена в вашей ванне.

Читайте также:  Самая труднодоступная планета Солнечной системы

Различные регионы этой «мультивселенной» будут иметь разные значения массы бозона Хиггса. Исследователи обнаружили, что вселенные с большой массой бозона Хиггса имеют тенденцию к катастрофическому коллапсу, прежде чем у них появляется шанс вырасти. Выживают только те регионы мультивселенной, которые имеют низкие массы бозона Хиггса и стабильную скорость расширения, что приводит к развитию галактик, звезд, планет и, в конечном счете, коллайдеров высокоэнергетических частиц.

Чтобы создать мультивселенную с разными массами бозона Хиггса, команде пришлось ввести в смесь еще две частицы. Эти частицы были бы новыми дополнениями к Стандартной модели. Взаимодействия этих двух новых частиц определяют массу бозона Хиггса в разных регионах мультивселенной.

И эти две новые частицы способны делать и другие вещи.

Недавно предложенные частицы нарушают сильное взаимодействие, что приводит к симметрии зарядовой четности, встречающейся в природе. Они будут действовать как аксион, еще одна гипотетическая частица, введенная в попытке объяснить природу сильного взаимодействия.

Роль новых частиц также не ограничивается ранней Вселенной. Возможно, они до сих пор обитают в современном космосе. Если бы одна из его масс была достаточно малой, она могла бы ускользнуть от обнаружения в наших экспериментах на ускорителе. Другими словами, одна из этих новых частиц может быть ответственна за темную материю, невидимую материю, которая составляет более 85% всей материи во Вселенной.

Это смелое предложение решить две самые большие проблемы в физике элементарных частиц, а также объяснить природу темной материи.

Неужели решение может быть таким простым? Какой бы элегантной она ни была, теорию все еще нужно проверить. Модель предсказывает определенный диапазон масс темной материи, который может определить будущие эксперименты с темной материей, такие как подземный поиск сверхкриогенной темной материи. Кроме того, теория предсказывает, что нейтрон должен иметь небольшую, но потенциально измеримую асимметрию электрических зарядов внутри нейтрона, что отличается от предсказаний Стандартной модели. К сожалению, нам придется немного подождать. По каждому из этих параметров потребуются годы, если не десятилетия, чтобы эффективно исключить или поддержать новую идею.

Читайте также:  Сможем ли мы приспособиться к условиям Марса?
Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий