دانشمندان اولین شواهدی از تجزیه بوزون کمیاب هیگز را یافته اند

دانشمندان اولین شواهدی از واپاشی بوزون هیگز را کشف کرده اند که درک ما را از جهان عجیب کوانتومی گسترش می دهد.

در سال 2012، جایزه نوبل فیزیک برای یک کشف مهم اهدا شد: کشف بوزون هیگز، یک ذره زیر اتمی که توسط مدل استاندارد فیزیک تقریباً 50 سال قبل پیش‌بینی شده بود. بوزون هیگز عمر کوتاهی دارد و به سرعت به ذرات کم جرمی مانند دو فوتون (ذرات نور) تجزیه می شود.

اکنون محققان با استفاده از ATLAS و CMS در برخورد دهنده بزرگ هادرون در سوئیس شواهدی از واپاشی نادر بوزون هیگز یافته اند که در آن یک ذره زیر اتمی به یک فوتون و دو لپتون تقسیم می شود، نوعی ذره بنیادی که می تواند باردار یا خنثی باشد. به طور خاص، آنها شواهدی پیدا کردند که نشان می‌دهد بوزون هیگز می‌تواند به یک فوتون و یک جفت الکترون یا یک فوتون و یک جفت میون با بار مخالف تجزیه شود.

با استفاده از مدل استاندارد، دانشمندان می توانند ذرات بنیادی مختلفی را که بوزون هیگز می تواند به آنها تجزیه شود، پیش بینی کنند، به طوری که دو فوتون یک واپاشی نسبتاً "عادی" هستند. آنها همچنین می توانند تخمین بزنند که بوزون هیگز چقدر به ترکیبات مختلف ذرات تجزیه می شود.

در این نوع فروپاشی، پس از یک عمر بسیار کوتاه، بوزون هیگز به سرعت به یک فوتون تبدیل می شود که دانشمندان آن را "فوتن مجازی" می نامند. این " فوتون مجازی " که به عنوان " فوتون خارج از پوسته " نیز شناخته می شود، بلافاصله به چیزی شبیه به دو لپتون تبدیل می شود. این "فوتن مجازی" دارای جرم بسیار کوچک غیر صفر است، در حالی که فوتون های معمولی کاملاً بدون جرم هستند.

همچنین جالب:

• دانشمندان اطمینان می دهند که بعد پنجم جهان وجود دارد
• دانش آموز ماده گم شده در کهکشان را کشف کرد
• هاله عظیمی از ماده تاریک در یک کهکشان کوتوله کشف شد

کارشناسان می گویند که دو لپتون "به کالری سنج ما بسیار نزدیک به هم وارد می شوند." کالری سنج LHC ابزاری است که از برخورد ذرات جلوگیری می کند. دانشمندان می توانند این ذرات را هنگامی که توسط ابزار متوقف یا "جذب" شوند، شناسایی و مطالعه کنند.

اگرچه دانشمندان پیش‌بینی می‌کردند که این نوع فروپاشی باید با بوزون هیگز وجود داشته باشد، اما این کشف جدید «اولین نشانه‌ای از این شکل بسیار نادر از فروپاشی بوزون هیگز است».

با این حال، تیم احتمالاً تا زمانی که تجهیزات برنامه LHC با درخشندگی بالا را ارتقا ندهند، نمی توانند مستقیماً این پوسیدگی نادر را مشاهده کنند. ATLAS در بیانیه ای گفت: «از آنجایی که انتظار می رود برنامه LHC با درخشندگی بالا حجم عظیمی از داده ها را تولید کند، مطالعه واپاشی بوزون هیگز کمیاب به یک امر عادی تبدیل خواهد شد.

با مطالعه چنین واپاشی های نادری، دانشمندان می توانند امکان فیزیک جدید را فراتر از مدل استاندارد کشف کنند. مدل استاندارد چیزهای زیادی در مورد جهان فیزیکی ما توضیح می دهد، اما گرانش یا ماده تاریک را شامل نمی شود. اعتقاد بر این است که ماده تاریک، که نور ساطع نمی کند و نمی توان مستقیماً آن را مشاهده کرد، حدود 80 درصد از کل ماده در جهان شناخته شده را تشکیل می دهد.

محققان می گویند که همه اینها «هنوز اطلاعات جدیدی در مورد پورتال هیگز به «بخش تاریک» به ما نمی دهد. اما "نشان می دهد که ما می توانیم به راحتی به دنبال چنین چیزهای بسیار کمیاب بگردیم."

همچنین بخوانید:

• دانشمندان سیستمی را یافته اند که در آن ستاره مرکزی و سیارات در جهات مختلف می چرخند
• آی بی ام از میکروسکوپ اتمی برای مطالعه جو قمر زحل استفاده می کند