Vědci našli první důkaz rozpadu vzácného Higgsova bosonu

Vědci objevili první důkazy rozpadu Higgsova bosonu, čímž rozšířili naše chápání podivného kvantového vesmíru.

V roce 2012 byla udělena Nobelova cena za fyziku za průlomový objev: objev Higgsova bosonu, subatomární částice předpovězené Standardním modelem fyziky téměř o 50 let dříve. Higgsův boson je krátkodobý, rychle se rozkládá na méně hmotné částice, jako jsou dva fotony (světelné částice).

Nyní vědci používající ATLAS a CMS ve Velkém hadronovém urychlovači ve Švýcarsku našli důkazy o vzácném rozpadu Higgsova bosonu, při kterém se subatomární částice rozdělí na jeden foton a dva leptony, což je typ elementární částice, která může být nabitá nebo neutrální. Zejména našli důkazy, že Higgsův boson se může rozpadnout buď na foton a pár elektronů, nebo na foton a pár mionů s opačným nábojem.

Pomocí standardního modelu mohou vědci předpovídat různé elementární částice, na které se může Higgsův boson rozpadnout, přičemž dva fotony jsou docela „normální“ rozpad. Mohou také odhadnout, jak často se Higgsův boson rozpadá na různé kombinace částic.

Při tomto typu rozpadu se Higgsův boson po velmi krátké době života rychle promění v jediný foton, který vědci nazývají „virtuální foton“. Tento „virtuální foton“, také známý jako „foton mimo skořápku“, se poté okamžitě přemění na něco jako dva leptony. Tento „virtuální foton“ má velmi malou nenulovou hmotnost, zatímco běžné fotony jsou zcela bez hmotnosti.

Zajímavé také:

• Vědci ujišťují, že pátá dimenze vesmíru existuje
• Student objevil chybějící hmotu v galaxii
• V trpasličí galaxii bylo objeveno obrovské halo temné hmoty

Dva leptony se „dostanou do našeho kalorimetru velmi blízko sebe,“ říkají odborníci. LHC kalorimetr je přístroj, který zabraňuje srážce částic. Vědci mohou detekovat a studovat tyto částice, když jsou zastaveny nebo "absorbovány" přístrojem.

Ačkoli vědci předpovídali, že tento typ rozpadu by měl existovat u Higgsova bosonu, tato nová detekce je „prvním náznakem důkazu pro tuto velmi vzácnou formu rozpadu Higgsova bosonu“.

Tým však pravděpodobně nebude schopen přímo pozorovat vzácný rozpad, dokud nevylepší zařízení pro budoucí program LHC s vysokou svítivostí. "Jelikož se očekává, že program High-Luminosity LHC bude generovat obrovské množství dat, studium vzácných rozpadů Higgsova bosonu se stane novým normálem," uvedl ATLAS v prohlášení.

Studiem takových vzácných rozpadů mohou vědci prozkoumat možnosti nové fyziky nad rámec standardního modelu. Standardní model vysvětluje mnohé o našem fyzickém vesmíru, ale nezahrnuje gravitaci ani temnou hmotu. Předpokládá se, že temná hmota, která nevyzařuje světlo a nelze ji přímo pozorovat, tvoří asi 80 % veškeré hmoty ve známém vesmíru.

To vše nám „zatím nedává nové informace o Higgsově portálu do ‚temného sektoru‘,“ říkají vědci. Ale "dokazuje, že takové velmi vzácné věci můžeme hledat docela snadno."

Přečtěte si také:

• Vědci našli systém, kde centrální hvězda a planety rotují různými směry
• IBM používá atomovou mikroskopii ke studiu atmosféry Saturnova měsíce