Хиггс, скрывающийся в простом виде?

Тысячи физиков частицы тратят миллиарды, чтобы попытаться определить неуловимый бозон Хиггса, который является ключевым для объяснения происхождения массы. Но доказательства бозона Хиггса — или по крайней мере бозона Хиггса — могут уже лежать незамеченные в данных из предыдущих экспериментов, новые вычисления предлагают.

Весь вопрос составлен из неделимых битов или частиц, и на первый взгляд, преобладающая теория — Стандартная Модель — кажется, предсказывает, что у всех них нет массы. Конечно, это не целесообразно — даже электроны взвешивают что-то.

Но если теоретики просто назначают массы на частицы, теория математически выходит из строя.Войдите в бозон Хиггса.

Физики подозревают, что в пустом месте проникает область Хиггса, немного походящая на электрическое поле. И так же, как электрическое поле состоит из частиц, названных фотонами, область Хиггса состоит из частиц по имени бозоны Хиггса. Область Хиггса тормозит частицы, чтобы дать им массу, сродни тяге патоки на ложке.

В частности область дает массу субатомным частицам, названным W и бозонами Z, передающими слабую ядерную силу и взвешивающимися в поражении в 86 и 97 раз больше, чем протон, соответственно.Нахождение Хиггса закончило бы Стандартную Модель, но физики надеются, что еще много частиц существуют, также. Любимая схема звонила, суперсимметрия предсказывает, что каждая известная частица имеет намного более крупного партнера, которого еще не видели ученые.

Существуют много версий суперсимметрии, и каждый требует по крайней мере пяти видов бозонов Хиггса. Все те дополнительные частицы могли бы походить на бесполезные приукрашивания, но их присутствие решит некоторые технические и концептуальные проблемы в Стандартной Модели.

Физики надеются, что эти частицы могли бы начать появляться в экспериментах любой в коллайдере Tevatron в Ферми Национальная Лаборатория Акселератора (Fermilab) в Батавии, Иллинойс (Наука, 2 июня 2006, p. 1302), или в более — сильный Большой коллайдер адрона (LHC) в европейской лаборатории, CERN, под Женевой, Швейцария, которая двинется на большой скорости этим летом (Наука, 23 марта 2007, p. 1652).Но экспериментаторы, возможно, уже пропустили частицу Хиггса, обсуждает теоретика Цзянь-Пэн Юаня из Университета штата Мичиган в Ист-Лэнзинге и его коллег. Они рассмотрели самую простую суперсимметричную теорию.

Обычно, теоретики предполагают, что самым легким из пяти Higgses теории является тот, тормозящий W и Z. Те взаимодействия тогда возвращаются на Хиггсе и выдвигают ее массу выше 121 раз массы протона, самая высокая масса, разыскиваемая в коллайдере Большого Электронного Позитрона (LEP) CERN, бежавшем с 1989 до 2000. Но возможно, что самый легкий Хиггс взвешивает всего 65 раз массу протона и скучался, Юань и коллеги требуют в газете быть изданными в Physical Review Letters.

Как это могло произойти? Ключ находится в том, как сильно самый легкий Хиггс взаимодействует с W и Z. Теоретики показывают, что возможно сделать то взаимодействие очень слабым. В этом случае самый легкий Хиггс может быть очень легким действительно, но это не было бы замечено в LEP, потому что экспериментаторы LEP искали энергичное столкновение, сделавшее Z, которые тогда выкладывают Хиггса.

Это не происходило бы очень часто, если самый легкий Хиггс и Z едва взаимодействуют. «Только в самой простой суперсимметричной модели, существует все еще комната для Хиггса, по которому скучают», говорит Юань.Однако этим легким весом Хиггсом не является точно Хиггс, которого все ищут, говорит Марсела Кэрена, теоретик в Fermilab. «Хиггс, о котором они говорят, не является одним ответственным за предоставление массы к W и Z», говорит она. Это не может быть, потому что это едва взаимодействует с теми частицами, говорит Кэрена. Действительно, в модели Юаня, роль массового дающего падает на один из более тяжелых Higgses, который еще более тяжел, чем предел LEP, отмечает она.

Тем не менее, новый анализ имеет последствия для текущих экспериментов, говорит Юань. Для одного доказательства очень легкого Хиггса могли уже быть в данных в банке в Fermilab.

И если схема не является пьесами природы, Юань говорит, то LHC будет в состоянии доказать это окончательно. «Мы не говорим, что модель правильна», говорит он. «Мы говорим, что это возможно и должно быть проверено».


Добавить комментарий