Ученые ищут подтверждения теории о том, что одним из продуктов распада частиц Хиггса могут являться частицы темной материи

IT новости на Учитель программирования Ру
Стандартная Модель физики элементарных частиц описывает все самые маленькие элементы, из которых состоит материя во Вселенной. Но у этой модели имеется своего рода недостаток – в ней нет никаких объяснений существования темной материи, загадочной субстанции, на долю которой, согласно некоторым теориям, приходится большая часть всей материи Вселенной. Поэтому различные ученые выдвигают новые теории и создают альтернативные расширенные модели. К таким ученым можно смело отнести Кристофера Петерссона (Christoffer Petersson), физика из Технологического университета Чалмерс, теория которого в скором времени будет проверена на экспериментальном оборудовании Большого Адронного Коллйдера.

Напомним нашим читателям, что Стандартная Модель физики элементарных частиц была создана в 1970-х годах. Многие ученые при помощи этой модели предсказывали возможности существования различных новых элементарных частиц, которые потом находились при проведении экспериментов на различных ускорителях и других научных установках. Последней недостающей частицей являлся хорошо всем известный бозон Хиггса, существование которого было подтверждено учеными Европейской организации ядерных исследований CERN в 2012 году. И с того момента Стандартная Модель считается завершенной.

Однако, существует проблема, которая заключается в некоторых фактах, которые не могут быть объяснены при помощи Стандартной Модели, и самым значимым таким фактом является существование темной материи. Несмотря на то, что темная материя, на долю которой приходится весьма существенная доля от всей материи во Вселенной, пока еще не была обнаружена, на факт ее существования указывает масса вторичных эффектов и других косвенных факторов. Поэтому для объяснения некоторых наблюдаемых явлений и требуются новые расширенные и более всесторонние модели физики элементарных частиц.

Одна из альтернативных моделей и была разработана Кристофером Петерссоном при содействии его коллег из Технологического университета Чалмерса, Швеция, и Брюссельского свободного университета (Universite Libre de Bruxelles), Бельгия. В основу этой модели легло нечто, связывающие воедино частицы и энергию, известное под названием суперсимметрии.

В модели Петерссона существует большее количество частиц, нежели в Стандартной Модели, включая и частицы темной материи. Кроме этого альтернативная модель наделяет частицы Хиггса несколько иным набором свойств. Благодаря этим свойствам частицы Хиггса могут распадаться, образуя фотоны света и частицы темной материи, однако, следы такого распада очень и очень тяжело обнаружить. Но, если точно знать что именно надо искать, то шанс обнаружения частиц темной материи существенно повышается.

Но Кристоферу Петерссону повезло, некоторые намеки, подтверждающие его теории, были получены в данных экспериментов Atlas и CMS Большого Адронного Коллайдера. Сейчас ученые, анализируя массивы собранной информации, занимаются поиском некоторых уникальных свойств бозона Хиггса, которые соответствуют только альтернативной модели Петерссона, и если такие свойства будут найдены, это послужит некоторым подтверждением достоверности новой модели.

К сожалению, объем данных, собранных в ходе первых экспериментов, мал для того, чтобы достоверно подтвердить или опровергнуть модель Петерссона. Но очень скоро, когда БАК снова войдет в строй, обретя высокую мощность и новые возможности, эксперименты Atlas и CMS смогут собрать большое количество новых данных, которых станет достаточно для оценки альтернативной модели Кристофера Петерссона.

“Это является мечтой каждого физика, работающего в области физики элементарных частиц. Коллайдер сейчас является единственным местом на Земле, где моя модель может быть подвергнута тщательной проверке. А самым примечательным является то, что этим делом займутся сразу два независимых эксперимента” – рассказывает Кристофер Петерссон, – “Если эксперименты подтвердят достоверность моей модели, это в корне изменит наше понимание строения и функций элементарных частиц, этих крошечных кирпичиков, из которых состоит вся Вселенная. И естественно, что такое событие будет иметь далеко идущие последствия, которые повлияют на очень многие аспекты нашей жизни в будущем”.

Источник


Поделиться ссылочкой: