Âûáèðàé : Ïîêóïàé : Èñïîëüçóé
â ôîêóñå
0

Êàê Áîçîí Õèããñà ìîã óáåðå÷ü Âñåëåííóþ îò ìóëüòèêîëëàïñà

Ôèçèêè ïðåäïîëîæèëè, ÷òî íàøà Âñåëåííàÿ ìîæåò áûòü ëèøü ìèíèàòþðíûì ó÷àñòêîì îãðîìíîãî êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà, êîòîðîå ïîñòîÿííî è áûñòðî ðàñøèðÿåòñÿ, ïîðîæäàÿ äðóãèå âñåëåííûå. Ýòà ìîäåëü îáúÿñíÿåò, ïî÷åìó ìàññà áîçîíà Õèããñà îêàçàëàñü ìåíüøå, ÷åì ïðåäïîëàãàëà ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, à òàêæå ðåøàåò äðóãèå íàó÷íûå çàãàäêè.

Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü ñ òî÷íîñòüþ îïèñûâàåò áîëüøèíñòâî ñèë, äåéñòâóþùèõ â íàøåé Âñåëåííîé, è ôóíäàìåíòàëüíûõ ÷àñòèö. Íî â ýòîé ìîäåëè èìåþòñÿ è ïðîáåëû: â íåé íå ñóùåñòâóåò æèçíåñïîñîáíîé ÷àñòèöû òåìíîé ìàòåðèè, îíà íå ìîæåò îáúÿñíèòü ïîñòîÿííîå ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé è ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ìàññà áîçîíà Õèããñà ïî ìåíüøåé ìåðå âòðîå ïðåâûøàåò ìàññó, èçìåðåííóþ îïûòíûì ïóòåì.

Ôèçèêè-òåîðåòèêè èç ôðàíöóçñêîãî Êîìèññàðèàòà ïî àòîìíîé è àëüòåðíàòèâíûì âèäàì ýíåðãèè è ÖÅÐÍ ðàçðàáîòàëè ìîäåëü, êîòîðàÿ îáúÿñíÿåò ëåãêîñòü áîçîíà Õèããñà. Áîëåå òîãî, ýòà ìîäåëü ñïîñîáíà îáúÿñíèòü è äðóãèå çàãàäêè.

 2012 ãîäó íà Áîëüøîì àäðîííîì êîëëàéäåðå áûë âïåðâûå îáíàðóæåí áîçîí Õèããñà — ÷àñòèöà, êîòîðóþ ôèçèêè íèêàê íå ìîãëè îòûñêàòü. Îäíàêî ìàññà õèããñîâñêîãî áîçîíà ñîñòàâëÿëà 125 ÃýÂ, ÷òî çíà÷èòåëüíî ìåíüøå, ÷åì èçíà÷àëüíî ïðåäïîëàãàëè ó÷åíûå â ïðåäâàðèòåëüíûõ ðàñ÷åòàõ. È âîïðîñ, ïî÷åìó áîçîí Õèããñà èìååò ñòîëü ìàëóþ ìàññó, îñòàåòñÿ îòêðûòûì.

×àñòü Áîëüøîãî àäðîííîãî êîëëàéäåðà â òóííåëå ÖÅÐÍ. Èçîáðàæåíèå: AP Photo/Keystone, Martial Trezzini

Êðîìå òîãî, ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå  — îäíî èç ÷åòûðåõ ôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé — ïðîÿâëÿåò ñåáÿ íå ñîâñåì òàê, êàê ïîçèöèîíèðóåò Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü.  ìàòåìàòèêå, êîòîðàÿ èñïîëüçóåòñÿ è â ôèçèêå âûñîêèõ ýíåðãèé, ñóùåñòâóåò ðÿä ñèììåòðèé — çàðÿäà, ÷åòíîñòè è îáðàùåíèÿ âðåìåíè. Âñå ýêñïåðèìåíòû â ôèçèêå äåìîíñòðèðóþò, ÷òî ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå, ñóäÿ ïî âñåìó, ïîä÷èíÿåòñÿ îäíîâðåìåííî è ñèììåòðèè çàðÿäà, è ñèììåòðèè ÷åòíîñòè. Îäíàêî ìàòåìàòèêà ñèëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ íå ïîêàçûâàåò òàêîé æå ñèììåòðèè.

Àâòîðû íîâîé òåîðèè ñ÷èòàþò, ÷òî ìåæäó ýòèìè ïðîáëåìàìè â ôèçèêå ìîæåò áûòü ñâÿçü.  ñòàòüå, âûøåäøåé â Physical Review Letters, îíè èçëîæèëè ñâîå âèäåíèå ðåøåíèÿ äâóõ çàãàäîê.

Ñîãëàñíî èõ ìîäåëè, â î÷åíü ðàííèå âðåìåíà â èñòîðèè íàøåé Âñåëåííîé ñóùåñòâîâàëî íåêîå ìíîæåñòâî âñåëåííûõ. Êàæäàÿ èç íèõ ñîäåðæàëà áîçîíû Õèããñà ñ íåîäíîðîäíûìè ìàññàìè: â íåêîòîðûõ áîçîí Õèããñà áûë òÿæåëûì, â òî âðåìÿ êàê â äðóãèõ — î÷åíü ëåãêèì.

Ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå òèïè÷íîãî ñîáûòèÿ-êàíäèäàòà â ðàñïàä áîçîíà Õèããñà íà òàó-ëåïòîíû. Ðàçíîöâåòíûå êâàäðàòû è ïðÿìîóãîëüíèêè îáîçíà÷àþò ïðîöåññ ýíåðãîâûäåëåíèÿ, æåëòûå ëèíèè â öåíòðå — èçìåðåííûå òðàåêòîðèè äðóãèõ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, îáðàçîâàâøèõñÿ ïðè ñòîëêíîâåíèè. Êðàñíàÿ ëèíèÿ — òðàåêòîðèÿ ìþîíà, áëåäíî-ãîëóáîé öèëèíäð — êðèñòàëëè÷åñêèé êàëîðèìåòð CMS. Èçîáðàæåíèå: ÖÅÐÍ

Ìóëüòèâñåëåííàÿ ñî âðåìåíåì ýâîëþöèîíèðîâàëà. Âñåëåííûå ñ áîëüøèì õèããñîâñêèì áîçîíîì áûëè íåñòàáèëüíû è ðàçðóøàëèñü â êîðîòêèå ñðîêè. Êîëëàïñ, òàêæå èçâåñòíûé êàê Áîëüøîé Õðóñò èëè òåðìèíàëüíûé êîëëàïñ, óíè÷òîæèë ýòè êîìïîíåíòû ìóëüòèâñåëåííîé. Åäèíñòâåííàÿ îñòàâøàÿñÿ âñåëåííàÿ — íàøà — ñîäåðæàëà áîçîí Õèããñà ñ î÷åíü ìàëîé ìàññîé.

×òîáû ñîçäàòü ìîäåëü ìóëüòèâñåëåííîé ñ íåîäíîðîäíûìè ïî ìàññå õèããñîâñêèìè áîçîíàìè, àâòîðàì òåîðèè ïðèøëîñü ïðåäïîëîæèòü ñóùåñòâîâàíèå åùå äâóõ ÷àñòèö. Îò èõ âçàèìîäåéñòâèÿ çàâèñèò ìàññà áîçîíà Õèããñà â ðàçíûõ ÷àñòÿõ ìóëüòèâñåëåííîé, à åùå îíè âëèÿþò íà ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå, ïðèâîäÿ ê ñóùåñòâóþùåé â ïðèðîäå çàðÿäîâîé ñèììåòðèè.

Îäíà èç õóäîæåñòâåííûõ êîíöåïöèé ñ ïàðàëëåëüíûìè âñåëåííûìè â ãèïåðïðîñòðàíñòâå Ìóëüòèâñåëåííîé

Íîâûå ãèïîòåòè÷åñêèå ÷àñòèöû ìîãëè ñóùåñòâîâàòü íå òîëüêî â ðàííåé Âñåëåííîé — îíè äî ñèõ ïîð ìîãóò íàõîäèòüñÿ â êîñìîñå. Åñëè èõ ìàññà î÷åíü ìàëà, òî êîëëàéäåð âïîëíå ìîã èõ íå îáíàðóæèòü, è òåîðåòè÷åñêè îíè äàæå ìîãóò áûòü êàíäèäàòàìè íà ðîëü òåìíîé ìàòåðèè.

Êîíå÷íî, íîâàÿ òåîðèÿ òðåáóåò äîêàçàòåëüñòâ. Ìîäåëü îïðåäåëÿåò íåêèé äèàïàçîí ÷àñòèö òåìíîé ìàòåðèè, ÷òî ìîãóò ïîäòâåðäèòü èëè îïðîâåðãíóòü áóäóùèå ýêñïåðèìåíòû ïî åå ïîèñêó. Êðîìå òîãî, îíà ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ó íåéòðîíà âíóòðè ïðèñóòñòâóåò íåáîëüøàÿ, íî èçìåðÿåìàÿ àñèììåòðèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ. Òàêèì îáðàçîì, ìîãóò ïîíàäîáèòüñÿ ãîäû è äàæå äåñÿòèëåòèÿ, ÷òîáû îïðîâåðãíóòü èëè ïîäòâåðäèòü íîâóþ ãèïîòåçó.

Êàê ñäåëàòü óìíûé òåëåâèçîð ïîëåçíûì: 10 ëó÷øèõ ïðèëîæåíèé äëÿ Android TV

Êîììåíòàðèè
Ñòàòüè ïî òåìå