04.02.2022
Когда исследователи на Большом адронном коллайдере обнаружили неуловимую частицу Хиггса в 2012 году, это стало важной вехой в физике элементарных частиц. Это решило очень сложную проблему , подтвердив и позволив Стандартной модели физики элементарных частиц сохраниться.
Почему он не тяжелее — неизвестно, но в новой статье изложено интересное решение. По мнению физиков Рафаэля Тито Д’Аньоло из Парижского университета Сакле во Франции и Даниэля Терези из ЦЕРН, проблема может быть решена, если во время Большого взрыва Вселенная состояла из множества вселенных — мультивселенной.
Вычисления физиков не только определяют массу бозона Хиггса, но и решают кажущуюся несвязанной проблему Стандартной модели: сохранение симметрии в сильном взаимодействии , которое связывает элементарные частицы, образующие всю обычную материю.
Модель команды запускает Вселенную как множество вселенных. Каждая вселенная в этой мультивселенной имеет разную массу бозона Хиггса — некоторые довольно тяжелые, а некоторые очень легкие.
Затем физики рассчитали, как эти вселенные будут развиваться с течением времени. Они обнаружили, что вселенные с более тяжелыми бозонами Хиггса становятся нестабильными и очень быстро коллапсируют в «большом сжатии», за доли секунды.
Под этой моделью обнаружилось нечто любопытное. Сильное взаимодействие является одной из фундаментальных сил Вселенной. Оно связывает вместе фундаментальные частицы, называемые кварками, в протоны и нейтроны, а затем связывает эти протоны и нейтроны в атомные ядра. Так что это очень важно для продолжения существования всего.
Теория, описывающая сильное взаимодействие, называется квантовой хромодинамикой. Согласно большинству моделей квантовой хромодинамики, сильные атомные силы не должны соответствовать так называемой симметрии зарядовой четности, или СР-симметрии; но почему-то делают. Это известно как серьезная проблема СР .
Д’Аньоло и Терези обнаружили, что симметричные сильные взаимодействия также способствуют предотвращению хруста. Таким образом, комбинация легкого бозона Хиггса и CP-симметрии в сильном взаимодействии могла способствовать долгосрочному выживанию нашей Вселенной, когда другие исчезли.
Все это, конечно, лишь теория, и это лишь одно из многих возможных объяснений массы бозона Хиггса. Но оно предлагает возможности для исследования, которые помогут разгадать некоторые другие выдающиеся загадки нашей Вселенной.
«Наша модель выделяется тем, что она проста, универсальна и одновременно решает две, казалось бы, несвязанные головоломки, — говорит Терези. — И она предсказывает отличительные особенности данных экспериментов, направленных на поиск темной материи или электрического дипольного момента в нейтронах и других адронах».
Исследование бозона Хиггса — непростая задача, потому что время его жизни составляет около одной септилионной доли секунды, прежде чем он распадется на менее массивные частицы. Физики пытаются понять бозон Хиггса, изучая эти менее массивные частицы, но это кропотливая работа.
Будущая экспериментальная работа должна позволить проверить теорию группы, поскольку их работа также предсказала существование новой частицы. Большой адронный коллайдер должен быть снова запущен в конце этого года после того, как в начале 2019 года он был закрыт для модернизации.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Фото: sciencealert
Елена Краснова
Нет комментариев