Ученые CERN рассмотрели бозон Хиггса в качестве источника темной материи

Распад частиц в коллайдере

Учеными уже давно было вычислено, что в пределах видимой нам части Вселенной таинственной темной материи в пять раз больше, чем обычной материи, которую можно увидеть и почувствовать. Но, несмотря на такое изобилие и на большое количество проведенных в этом направлении экспериментов, темная материя пока не была обнаружена, а ее природа остается загадкой и на сегодняшний день. И недавно к поискам присоединились ученые Европейской организации ядерных исследований CERN, которые при помощи Большого Адронного Коллайдера проверяют, может ли бозон Хиггса распадаться, образуя и порождая, таким образом, темную материю.

Напомним нашим читателям, что Большой Адронный Коллайдер позволяет ученым исследовать тайны Вселенной путем сталкивания потоков частиц, разогнанных до огромных скоростей. Эти частицы, протоны, в большинстве случаев, разрушаются под воздействием энергии столкновения, порождая потоки вторичных частиц, в которых изредка попадаются уж совсем экзотические частицы. И это позволяет ученым изучить то, что невозможно изучить никаким другим способом и что никогда не происходит в природе естественным путем.

Одним из главных открытий, сделанных на коллайдере, стало открытие в 2012 году бозона Хиггса. Эта частица, существовавшая до этого момента только в теории, была самой последней недостающей частью Стандартной модели физики элементарных частиц. И, согласно существующим теориям, именно бозон Хиггса несет ответственность за наличие массы у всех других элементарных частиц.

Начиная с момента открытия, ученые использовали бозон Хиггса в качестве своего рода «зонда» для более глубокого проникновения в другие тайны физики элементарных частиц. Этот бозон очень быстро распадается на другие частицы и некоторые из видов вторичных частиц, порожденные в ходе экзотических случаев распада бозона, не могут быть зарегистрированы существующим оборудованием.

Сейчас ученым известен только один вид распада бозона Хиггса, который вписывается в рамки Стандартной модели, в результате которого получаются четыре «неуловимых» частицы-нейтрино. Но вероятность такого распада известна и она очень мала, приблизительно 0.1 процента. И если ученым CERN удастся обнаружить большее количество следов распада бозона на «необнаруживаемые» частицы, которые происходят с каким-нибудь уровнем регулярности, это будет означать, что ученые наткнулись на новые неизвестные пока частицы, порожденные распадом.

Одним из видов таких новых неизвестных частиц, на которые распадается бозон Хиггса, могут быть и частицы темной материи. Ведь, учитывая роль бозона в формировании массы других частиц, и то, что темная материя проявляется в нашем мире только через ее же массу, существует большая вероятность того, что бозон Хиггса может взаимодействовать с темной материей гораздо сильнее, чем уровень взаимодействия темной материи и обычной барионной материи, который, как нам известно, стремится к нулю.

Высказанная выше идея стала основой новых исследований ученых эксперимента ATLAS, которые занимались проверкой возможности распада бозона Хиггса на частицы темной материи. В этих исследованиях был проведен анализ огромного массива данных, собранных на коллайдере за период с 2015 по 2018 год. В этом массиве собраны данные приблизительно о 100 квадрильонах столкновений. Пока же ученым не удалось обнаружить переизбытка событий с участием «необнаруживаемых» частиц, все полученные значения вписываются в рамки процессов, определяемых Стандартной моделью.

Исследователи CERN считают, что даже при том, что им не удалось обнаружить связь бозона Хиггса и темной материей, их работа все равно является шагом вперед в деле глобальных поисков темной материи. В ходе этой работы ученым удалось понизить верхний предел вероятности того, как часто бозон может распадаться на «необнаруживаемые» частицы, а это, в свою очередь, можно считать закрытием еще одного «белого пятна» в физике, в котором могут скрываться частицы темной материи. И, в конце концов, темная материя или будет найдена, или ученые придут к пониманию того, что темной материи попросту не существует и им требуется кардинально пересмотреть все существующие модели и теории.

Share Button

Материалы по теме:

Ученые эксперимента ATLAS нашли множество случаев очень редкого вида распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон
Напомним нашим читателям, что бозон Хиггса был открыт учеными Европейской организации ядерных исследований CERN в 2012 году. Признаками существования бозона Хиггса, зарегистрированными высокочувствительными датчиками ...
Инженер НАСА предложил идею «невозможного винтового двигателя», способного разогнать космический аппарат до световой скорости
Каждое действие вызывает равное ему по силе противодействие - это принцип, за счет которого летают все современные ракеты и космические корабли, выбрасывая продукты горения ...
Новый подводный акустический «плащ-невидимка» сделает объекты невидимыми для гидролокатора
Группа исследователей из Пенсильванского университета разработала устройство сокрытия, эффективно работающее под водой. Этот новый "метаматериальный плащ-невидимка" способен перехватить и преломить распространяющиеся под водой акустические ...
Ученым впервые удалось создать молекулу путем прямых манипуляций с двумя атомами
Группе ученых из Гарвардского университета, возглавляемой доцентом Канг-Куен Ни, впервые в истории науки удалось объединить два атома в одну молекулу путем прямых манипуляций с ...
Впервые квантовые флуктуации были измерены при помощи подвижного 40-килограммового зеркала
Современная физика разделена на две области - на область классической физики, которая описывает работу больших объектов и систем в масштабе, который мы каждый день ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика