«В природе существует два типа частиц: фермионы и бозоны», — сказала Кетино «Кети» Каадзе, научный сотрудник Fermilab, который в августе поступает на факультет физики Канзасского государственного университета. «Фермионы, кварки и лептоны составляют всю материю вокруг нас. Бозоны несут ответственность за взаимодействие между элементарными частицами».Основываясь на полных данных, собранных в 2011 и 2012 годах, часть из которых была использована для идентификации существования бозона Хиггса, исследователи видят доказательства того, что бозон Хиггса распадается на фермионы.
Это также было предсказано в 1964 году, но не наблюдалось до тех пор, пока в 2012 году не был идентифицирован бозон Хиггса, сказал Каадзе.По словам Каадзе, это наблюдение является ключом к укреплению предположений о бозоне Хиггса и является ступенькой к созданию более обширных знаний о том, как устроена Вселенная.
«Мы думаем, что бозон Хиггса ответственен за образование массы элементарных частиц», — сказал Каадзе. «Например, электроны приобретают свою массу за счет взаимодействия с бозоном Хиггса. Поскольку электроны не безмассовые, они образуют стабильные орбиты вокруг ядер, что позволяет образовывать электрически нейтральную материю, из которой состоят Земля и все мы. Даже незначительные изменения масс фундаментальных частиц вокруг нас очень сильно изменили бы Вселенную, а бозон Хиггса является центральным звеном, связывающим все это воедино ».Каадзе вместе с другими учеными был частью команды, которая искала распад бозона Хиггса на пару тау-лептонов — фермионов, которые являются очень тяжелыми эквивалентами электронов.
Вторая группа также искала бозон Хиггса, распадающийся на пару тяжелых фермионов, называемых красивыми кварками. По ее словам, эти две сигнатуры распада предлагают наивысший потенциал для открытия.Результаты опубликованы в журнальной статье «Доказательства прямого распада бозона Хиггса с энергией 125 ГэВ на фермионы».Каадзе — один из нескольких исследователей физического факультета Канзасского государственного университета, активно участвующих в исследованиях Европейской организации ядерных исследований (CERN).
Их исследования проводятся с помощью компактного мюонного соленоида, одного из двух детекторов частиц Большого адронного коллайдера, который помогает ученым из ЦЕРН искать доказательства существования бозона Хиггса.Среди других преподавателей физики Канзасского государственного университета, участвовавших в исследованиях ЦЕРН, были Тим Болтон, профессор; Андрей Иванов, доцент; Юрий Маравин, доцент.Бозон Хиггса был последним ключевым компонентом, необходимым для подтверждения Стандартной модели физики элементарных частиц: теории низких энергий, объясняющей работу Вселенной на мельчайших масштабах длины.В настоящее время в ЦЕРНе предпринимаются попытки почти удвоить энергию центра масс.
Это увеличит способность создавать бозоны Хиггса. В свою очередь, ученые могут опираться на данные, пытаясь объяснить загадки Вселенной.«Мы знаем, что Стандартная модель физики, которая у нас есть сейчас, не объясняет некоторые загадки природы», — сказал Каадзе. «Мы знаем, что должны быть другие модели, которые могут объяснить такие явления, как темная материя и темная энергия, и почему у нас могут быть разные поколения одной и той же частицы, которые идентичны, за исключением их массы.
Нахождение частицы Хиггса не было концом история. Это была отправная точка на новом горизонте ".