Многие расчеты показывают, что частица, обнаруженная в прошлом году в ускорителе частиц в ЦЕРНе, действительно была знаменитой частицей Хиггса. Физики согласны с тем, что эксперименты в ЦЕРНе действительно обнаружили новую частицу, которую никогда раньше не видели, но, по мнению международной исследовательской группы, нет убедительных доказательств того, что частица действительно была частицей Хиггса.
Исследовательская группа тщательно изучила существующие научные данные ЦЕРН о вновь обнаруженной частице и опубликовала свой анализ в журнале Physical Review D. Членом этой группы является Мадс Тоудал Франдсен, доцент Центра космологии и феноменологии физики элементарных частиц, факультет физики, химии и фармации Университета Южной Дании.
"Данные ЦЕРН обычно принимаются как доказательство того, что частица является частицей Хиггса.
Это правда, что частица Хиггса может объяснить данные, но могут быть и другие объяснения, мы также могли бы получить эти данные от других частиц », — объясняет Мадс Тоудал Франдсен.
Анализ исследователей не опровергает возможность того, что ЦЕРН обнаружил частицу Хиггса. Это все еще возможно, но также возможно, что это частицы другого типа.
"Текущие данные недостаточно точны, чтобы точно определить, что это за частица.
Это может быть ряд других известных частиц », — говорит Мадс Тудал Франдсен.
Что это было тогда?
Но если в ускорителе частиц ЦЕРН была обнаружена не частица Хиггса, то что это было??
"Мы полагаем, что это может быть так называемая частица Техни-Хиггса. Эта частица в некотором роде похожа на частицу Хиггса — отсюда и половина названия », — говорит Мадс Тоудал Франдсен.
Хотя частицу Техни-Хиггса и частицу Хиггса можно легко спутать в экспериментах, это две очень разные частицы, принадлежащие к двум очень разным теориям создания Вселенной.
Частица Хиггса — это недостающий элемент в теории, называемой Стандартной моделью. Эта теория описывает три из четырех сил природы. Но это не объясняет, что такое темная материя — вещество, составляющее большую часть Вселенной.
Частица Техни-Хиггса, если она существует, — это совсем другое дело:
"Частица Техни-Хиггса не является элементарной частицей. Вместо этого он состоит из так называемых техникварков, которые мы считаем элементарными. Техникварки могут связываться друг с другом различными способами, образуя, например, частицы техни-хиггса, в то время как другие комбинации могут образовывать темную материю. Поэтому мы ожидаем найти несколько разных частиц на LHC, все из которых построены техникварками », — говорит Мадс Тудал Франдсен.
Новая сила необходима для новых частиц
Если техникварки существуют, должна существовать сила, связывающая их вместе, чтобы они могли образовывать частицы.
Ни одна из четырех известных сил природы (гравитация, электромагнитное взаимодействие, слабое ядерное взаимодействие и сильное ядерное взаимодействие) не способна связывать техникварки вместе. Следовательно, должна существовать еще не открытая сила природы.
Эта сила называется цветовой силой.
Таким образом, то, что было обнаружено в ускорителе ЦЕРН в прошлом году, могло быть либо частицей Хиггса Стандартной модели, либо легкой частицей техни-хиггса, состоящей из двух техникварков.
Мадс Тоудал Франдсен считает, что больше данных из ЦЕРН, вероятно, смогут определить, была ли это частица Хиггса или техни-хиггса. Если ЦЕРН получит еще более мощный ускоритель, он в принципе сможет непосредственно наблюдать техникварки.
Остальная часть команды, написавшей научную статью: Александр Беляев и Мэтью С. Браун из Университета Саутгемптона, Великобритания, и Рошан Фоади из Университета Хельсинки, Финляндия.
Об элементарных частицах
Элементарная частица — это частица, которую нельзя разделить на более мелкие составляющие. Долгое время считалось, что атомы элементарны, но в начале 1900-х стало ясно, что атомы состоят из протонов и электронов, а позже и из нейтронов.
В середине 1900-х годов стало еще более ясно, что протоны и нейтроны состоят из кварков, удерживаемых вместе сильным ядерным взаимодействием. С тех пор было добавлено больше.
Элементарные частицы сегодня делятся на две категории: строительные блоки материи (фермионы) и носители силы (бозоны).