Fizikçiler Nadir Bir Higgs Boson Bozunmasının İlk İşaretlerini Keşfediyor: ScienceAlert

Higgs bozonunun son derece nadir dönüşümü için yapılan dikkatli bir araştırma, bilinmeyen parçacıklara işaret edebilecek bir sürecin ilk kanıtını sağlayan sonuçları verdi.

Fizikçiler, CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (LHC) iki farklı detektöre çarpan birkaç yıllık protonların sonuçlarını uzlaştırarak, bir parçacığın bir fotona bozunmasının ve Z bozonu.

Sonuçlar, şurada paylaşıldı: LHC Fizik Konferansı Geçen hafta Belgrad’da, olabileceğinden çok daha az Harika sayılır. Ancak sürecin kendisi, kuantum kalitesi balonuna odaklanacak ve egzotik yeni kuvvetlerin ve yapı taşlarının nerede bulunabileceğini belirlemeye yardımcı olacak şekilde geliştirilebilir.

Higgs parçacığı, 2012 yılında varlığının bir fizikçi tarafından kanıtlanmasıyla fizik dünyasının sevgilisi oldu. Atlas (veya “LHC Döngü Cihazı”) f İYS (Compact Muon Solenoid) dedektörleri CERN’de.

Deneysel olarak doğrulanacak olan o büyük parçacık haritasındaki en son giriş olan Standart Model değildi; Gözlemi, kuantum aleminin gizli kısımlarına açılan bir pencere olmayı vaat ediyordu.

Çoğunlukla, Higgs parçacığının ve ilişkili alanının var olduğunu bilmek, artık temel parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu anladığımız anlamına gelir.

Enerji ve kütle, aynı türdeki şeyleri tanımlamanın iki farklı yolu olduğundan, büyük, tıknaz nesneleri (atomlar, moleküller ve filler gibi) bir arada gruplama çabası, bir nesnenin kütlesinin önemli bir oranına katkıda bulunur.

Daha küçük bir ölçekte, elektronlar veya kuarklar gibi daha temel nesnelerin Higgs alanında dolaşmak için harcadıkları çaba, neden statik kütleye sahip olduklarını ve fotonlar gibi parçacıkların neden olmadığını açıklar.

Bununla birlikte, alanın sosyal doğası ve bozonlarının köpüren köpüğü, onu, normalde daha açık yollarla tanınmayan varsayımsal kuantum alanlarının ve ilgili parçacıkların işaretlerini aramak için ideal bir aday yapar.

“Her parçacığın Higgs bozonu ile özel bir ilişkisi vardır, bu da nadir Higgs bozunmasını aramayı birinci öncelik haline getirir.” o diyor CERN Atlas Deneyi Fizik Koordinatörü, Pamela Ferrari.

Çürüyen parçacıklar, gökdelenlerin arasında ölen bir güvercin gibidir – her zaman olur, genellikle çeşitli şekillerde olur, ancak ölümünün kanıtı olarak birkaç sürüklenen tüyden fazlasını yakalarsanız şanslı olacaksınız.

Neyse ki fizikçiler, çarpıştırıcı tozundaki tüm “tüyleri” sayarak, parçacıkların farklı yollardan parçalanıp kısa sürede yeniden ortaya çıkarak yeni şeylere dönüştüğüne dair bir tablo oluşturabilirler.

Bu sapmaların bazıları nispeten yaygındır, ancak Higgs parçacığı için bir fotona geçiş ve bir Z bozonu taşıyan kısa menzilli zayıf nükleer kuvvet yaklaşık binde bir olaydır. Ya da ders kitaplarında beklendiği gibi, tüm Higgs bozunmalarının yaklaşık %0,15’i.

Ancak Standart Model’in beklememizi söylediği şey budur. Bu harika teori ne kadar şaşırtıcı derecede anlayışlı olsa da, bir noktada başarısız olması gerektiğini biliyoruz, çünkü karanlık enerjinin uzayı genişletmesi veya uzayı ve zamanı yerçekimi benzeri bir şekilde bükmesi hakkında söyleyecek pek bir şeyi yok.

Bu rakamdaki herhangi bir değişiklik, uygunsuz gerçekleri sığdırmak için yeterli alan bırakabilecek alternatif modelleri desteklemek için kullanılabilir.

En iyi fizik modelimizi nasıl geliştireceğimizi bilmek, şu anda açıklanamayan bir dizi anormallik bulmak anlamına gelir. Normalde fark etmeyeceğimiz ince ve nadir eylemler gerçekleştiren garip alanlar ve parçacıklar gibi.

“Yeni parçacıkların varlığı, nadir Higgs bozunma modelleri üzerinde çok büyük etkilere sahip olabilir.” o diyor Florencia Canelli, CERN’in diğer dedektörü CMS’de fizik koordinatörü.

Şu anda, bu yakalanması zor tek boynuzlu atlar her zamankinden daha efsanevi. Şu ana kadar elde edilen sonuçlar kabaca Standart Model’in tahmin ettiği aralığın içinde.

Ancak, fizikçileri sonuçların doğru olduğundan kısmen emin olmaya yetecek kadar veri var. Daha büyük deneyler, belki de daha iyi teknolojiyle, yepyeni bir dizi teoriye açılan büyük bir pencereyi gizleyen küçük farklılıkları ortaya çıkarabilir.

“Bu çalışma, Standart Modelin güçlü bir testidir.” o diyor Canelli.

LHC ve alıcının üçüncü sürekli çalışmasıyla LHC yüksek parlaklık, bu testin doğruluğunu artırabileceğiz ve nadir bulunan Higgs’i araştırabileceğiz. “