Фізикам вдалося виявити невідому раніше частинку без використання колайдера

Вчені виявили нову частинку, яка є магнітним родичем бозона Хіггса. Але якщо для виявлення останнього знадобилася потужність Великого адронного колайдера, то нова частинка, що отримала назву осьового бозона Хіггса, була виявлена за допомогою експерименту, який можна було б провести на невеликій кухонній стільниці, повідомляє Live Science.

Ця нова частинка може бути кандидатом у темну матерію – загадкову субстанцію, на долю якої припадає 85% Всесвіту, але яка проявляється лише через гравітацію.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Фізикам вдалося відтворити екзотичну "частинку Х" часів Великого вибуху

«Коли моя студентка показала мені результати, я подумав, що вона помилилася. Не кожен день ти виявляєш нову частинку, яка «сидить» у тебе на столі», - заявив провідний автор дослідження Кеннет Берч із Університету Бостона.

Основна відмінність осьового бозона Хіггса від його брата полягає в тому, що у нього є магнітна сила, яка створює магнітне поле. Тобто, для його опису потрібна складніша теорія, ніж для бозона Хіггса.

У Стандартній моделі фізики елементарних частинок частинки виникають з різних полів, що пронизують Всесвіт, і деякі з них формують його фундаментальні сили. Наприклад, фотони опосередковують електромагнетизм, а масивні частинки, відомі як бозони W і Z, опосередковують слабку ядерну взаємодію, що керує ядерним розпадом на субатомному рівні. Однак коли Всесвіт був молодим і гарячим, електромагнетизм і слабка взаємодія були одним цілим, і всі ці частинки були майже ідентичними. Коли Всесвіт остигнув, електрослабка сила розділилася, внаслідок чого бозони W і Z набрали масу і стали поводитися зовсім інакше, ніж фотони. Цей процес фізики назвали "порушенням симетрії".

Ці частинки стали такими важкими, взаємодіючи із полем, відомим як поле Хігса. Обурення у цьому полі породили бозон Хігса і надали ваги бозонам W та Z.

Бозон Хіггса утворюється в природі щоразу, коли така симетрія порушується. Але теорія походження осьового бозона складніша.

За словами Берча, осьовий бозон Хіггса виник, коли у квантовій речовині за кімнатної температури імітували певний набір хвиль. Потім вчені використали розсіювання світла для спостережень за цією частинкою.

«Спочатку ми просто досліджували світлорозсіювальні властивості цієї речовини. Але потім ми виявили аномальні зміни, що натякали на існування чогось нового. І в результаті ми виявили осьовий бозон Хігса», - каже Берч.

Вчені припускали, що такий «брат» бозона Хігса може існувати, але виявити його вдалося вперше.

Поява цієї частинки все ще узгоджується із сучасною фізикою елементарних частинок.

«Ця частинка може потенційно пояснити існування темної матерії, але для цього потрібна нова теорія, яка б узгоджувалась з існуючими експериментами з частинками і з тим, що можна побачити нові частинки, які досі ще не виявили», - каже Берч.

Вчені зробили відкриття ще рік тому, але опублікували дані лише зараз. Весь цей час дослідники перевіряли отримані результати.