Čudni 'Techni-Quarks' Svibanj Vrebaju U Unutrašnjosti Higgsove Čestice

{h1}

Teorije odavno predviđaju postojanje čestica teens koje bi mogle činiti higgsov bozon, a istraživanje pokazuje da takvi tehnički kvarkovi vrebaju u svemiru.

Ažurirano 4. travnja u 10:51 sati ET.

Higgsov bozon - čestica koja je mislila da objasni kako druge čestice dobivaju svoju masu - je maleni, ali možda to još nije najsitnija čestica. Teorije odavno predviđaju postojanje još manjih čestica koje bi mogle činiti Higgsova, a nedavna istraživanja pokazuju da će ovi pukotine, nazvane tehnički kvarkovi, vjerojatno vrebati u svemiru.

Međutim, trebat će nadogradnju Velikog hadronskog sudarača (LHC) - najmoćnijeg akceleratora čestica na svijetu - ili sljedeće generacije sudarača da se uoče ove Higgsove komponente, rekao je Tomaš Ryttov, fizičar čestica na Sveučilištu Južna Danska.

"Pripali smo to samo nekoliko teorija koje imaju ispravna svojstva i karakteristike da objasne Higgsovu česticu i Higgsov mehanizam", rekao je Ryttov.

Higgsov bozon otkriven je 2012. godine na Velikom hadronskom sudaraču u CERN-u, u Švicarskoj. Znanstvenici Peter Higgs iz Velike Britanije i Francois Englert iz Belgije - koji su obojica radili na Higgsovoj teoriji - dobili su 2013. Nobelovu nagradu za fiziku za svoja istraživanja. [Iza Higgsa: 5 neuhvatljivih čestica koje mogu vrebati u svemiru]

Problem prirodnosti

Ali postoji problem sa samo jednim temeljnim Higgsom.

Ova čestica treba objasniti zašto najosnovnije građevne materije imaju masu. Međutim, vakuum - kako to fizičari razumiju kroz okvir kvantne teorije polja, matematička teorija na kojoj se zasnivaju svi rezultati fizike čestica - nije prazna, već se sastoji od mnoštva nevidljivih „virtualnih“ čestica koje se neprestano pojavljuju i iz postojanja. Stvaraju se virtualni parovi čestica, a zatim se brzo uništavaju.

Kad Higgsove čestice prođu kroz vakuum, one trebaju komunicirati sa svim tim virtualnim česticama, dok tijekom procesa povećavaju vlastitu masu do ogromnih vrijednosti - nekih 100 milijuna milijardi puta većih od one izmjerene u LHC-u. Stoga bi njihova masa trebala biti usporediva s onom koja je poznata kao Planckova masa, koja je osnovna jedinica mase u sustavu Planckovih jedinica, jednaka 2,18 × 10-8 kilograma.

"Pitanje je, dakle, zašto je Higgsova izmjerena masa toliko lakša od Planckove mase", rekao je Ryttov. "Upravo u tome je problem."

Da se to povećanje mase ne bi dogodilo, vladajuća teorija fizike čestica - koja se naziva Standardni model - zahtijeva visoki stupanj finog podešavanja, kako bi se ispravile razlike u izmjerenoj Higgsovoj masi i njezinoj takozvanoj "goloj masi" ili teža masa.

Ova potreba za fino podešavanjem poznata je kao problem prirodnosti - "trn u oku fizičarima teorijskih čestica", rekao je Ryttov. "Teorija nije tako lijepa i elegantna kao što bismo očekivali od teorije koja bi u principu trebala opisati svu materiju na najosnovnijoj razini. Standardnom modelu je potrebna ogromna količina precizne prilagodbe", dodao je.

Kako bi uklonili potrebu za preciznim podešavanjem i još uvijek odgovorili na pitanje Higgsove mase, fizičari su predložili proširenja Standardnog modela od kojih je najpopularnije supersimetrija. Ova teorija predlaže teži super čestica, ili "čestica", za svaku česticu u Standardnom modelu. Sparticles bi tada otkazao učinak virtualnih čestica u vakuumu, spuštajući Higgsovu masu i uklanjajući potrebu za bilo kakvim finim podešavanjem.

Nijedna od ovih hipotetičkih super-simetričnih čestica do sada nije primijećena.

Idete manje

Ali postoje mnogi teorijski pokazatelji da je Higgsova čestica mogla biti složena - načinjena od nekih drugih, manjih čestica, nazvanih tehnikarki, rekao je Ryttov. "Problem isparava ako je Higgsova čestica sastavljena od manjih opeka prirode koje se vežu pomoću nove sile - tehničkolorne sile - da bi formirali Higgse, slično kvarkovima koji se vežu za stvaranje protona i neutrona", rekao je.

Evo kako bi tehnički kvarkovi riješili masovno pitanje: potrebne su ogromne korekcije mase Higgovih u standardnom modelu jer je ona trebala biti temeljna čestica - drugim riječima, ne napravljena od nečeg drugog - sa nestajanjem ili nulom, vrtjeti. [Čudna fizika: najslađe male čestice u prirodi]

Tehnički kvarkovi su čestice sa centrifugom od jedne polovine, rekao je Ryttov, tako da je kombiniranjem dvaju tehničkih kvarkova moguće napraviti kompozitnu česticu koja nestaje, kao što je Higgs. "Ispada da teorije koje imaju samo tehnički kvarkovi nemaju problema s prirodnošću", rekao je Ryttov.

Ideja o tehničkim kvarkovima postoji još od kasnih 1970-ih, ali nedavno je došlo do nekoliko važnih razvoja i usavršavanja originalnih modela.

U svom najnovijem dokumentu, detaljno objavljenom na web stranici prije objavljivanja Arxiv, Ryttov i njegovi kolege još jednom su tvrdili da Higgs mora imati unutarnju strukturu, zaokupljajući šačicu teorija koje "imaju ispravna svojstva da riješe problem ugađanja. standardni model i ponovno dovode subatomski svijet u sklad ", rekli su istraživači.

Da bi to učinio, Ryttov je ispitao brojne teorije koje se bave složenim Higgsom kako bi utvrdio mogu li u njima postojati neke slabosti koje su previdjene. Međutim, "Svi su izašli snažno, što je ukazivalo da bi Higgs mogao postojati nešto stvarno od još građevnih blokova", rekao je.

Razumijevanje tamne materije

Teoretski fizičar Kimmo Tuominen sa Sveučilišta u Helsinkiju u Finskoj, koji nije bio uključen u Ryttov rad, rekao je da je rad danskog fizičara ojačao temelje ranijih modela, povećavajući njihovu privlačnost kao opis prirode.

I iako se o Higgsovoj unutarnjoj strukturi još uvijek spekuliše, "tehnički kvarkovi ostaju održiva mogućnost koju bi trebalo temeljito proučiti" u budućim eksperimentima, rekao je WordsSideKick.com.

Jednom kada se LHC probudi u 2015. godini, nakon dremke tijekom tehničke nadogradnje, moći će raditi pri maksimalnoj energiji sudara od 14 tera-elektrona (TeV) - i detaljno će se ispitati priroda Higgsove čestice. glavnih ciljeva sudara.

"Prikupljanje više podataka pri većoj energiji sudara omogućit će nam dalje testiranje modela tehnike," rekao je Tuominen. "Ako bi se otkrilo da je Higgsova čestica sastavljena od više elementarnih sastavnih dijelova, to bi podrazumijevalo da postoji nova temeljna sila, a te bi teorije mogle pružiti i razumijevanje tamne materije."

Napomena urednika: Ovaj je članak ažuriran kako bi dodao znak minus natpisu Planckove mase.

Prati nas @wordssidekick, Facebook. Izvorni članak o WordsSideKick.com. Pratite autora na Twitteru @SciTech_Cat.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Što Ako Netko Puca U Pištolj U Avion?
Što Ako Netko Puca U Pištolj U Avion?

Super Rastezljiv Materijal Je Također Super Jak
Super Rastezljiv Materijal Je Također Super Jak

Znanost Vijesti


11 Doseljeničkih Znanstvenika Koji Su Dali Veliki Doprinos Americi
11 Doseljeničkih Znanstvenika Koji Su Dali Veliki Doprinos Americi

Fotografije: Zombie Beetles Visi S Cvijeća
Fotografije: Zombie Beetles Visi S Cvijeća

Kako Djeluje Periodična Tablica
Kako Djeluje Periodična Tablica

Stroj Za Bjelančevine Koji Kopiraju Gene
Stroj Za Bjelančevine Koji Kopiraju Gene

Što Je Najmasovniji Predmet U Svemiru?
Što Je Najmasovniji Predmet U Svemiru?


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 HR.WordsSideKick.com