За Пределами Хиггса: 5 Неуловимых Частиц, Которые Могут Скрываться Во Вселенной

{h1}

Хотя открытие бозона хиггса может подтвердить стандартную модель, во вселенной все еще могут скрываться некоторые другие неоткрытые частицы.

Больше найти

протон-протонные столкновения, показывающие, что может быть бозонной частицей Хиггса

Протон-протонные столкновения на Большом адронном коллайдере показывают события, согласующиеся с бозонной частицей Хиггса.

С недавним подтверждением открытия бозона Хиггса многие физики были по крайней мере немного разочарованы. Это потому, что все признаки указывают на это, подтверждая Стандартную модель, десятилетнюю теорию, которая объясняет крошечные кусочки материи, составляющие вселенную.

Но некоторые физики все еще надеются на результаты, которые могли бы обеспечить большую встряску, ища Большой адронный коллайдер (LHC) и физические эксперименты на других объектах, чтобы обнаружить другие скрытые частицы, скрывающиеся во вселенной. От гравитонов до виносов есть пять странных вещей, которые могут существовать за пределами Хиггса.

Глуинос, Винос и Фотинос

Поляки Земли и Марса выделяются на расстоянии.

Поляки Земли и Марса выделяются на расстоянии.

Если теория, называемая суперсимметрией, верна, там может быть более десятка частиц, ожидающих открытия. Теория утверждает, что каждая частица, обнаруженная до сих пор, имеет скрытый аналог.

В Стандартной модели есть два типа частиц: бозоны, которые несут силу и включают глюоны и гравитоны; и фермионы, которые составляют материю и включают в себя кварки, электроны и нейтрино, согласно блогу Quantum Diaries физика Университета Индианы Полины Ганьон.

При суперсимметрии каждый фермион должен быть в паре с бозоном, и наоборот. Таким образом, у глюонов (тип бозона) будут глюино (тип фермиона), у частиц W будет вино, у фотонов будет фотино, а у хиггса будет аналог, называемый хиггсино. [Дурацкая физика: самые классные маленькие частицы в природе]

К сожалению для сторонников суперсимметрии, LHC до сих пор не нашел никаких следов этих неуловимых частиц, предполагая, что они маловероятны, сказал Питер Войт, математический физик из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Например, в 2012 году физики обнаружили ультра-редкие частицы, называемые мезонами B_s («B-sub-S»), которые обычно не встречаются на Земле, но которые иногда могут существовать быстро после столкновения двух протонов со скоростью, близкой к скорости света. Скорость, с которой они наблюдались, соответствует Стандартной модели, а это означает, что любые суперсимметричные частицы, которые существуют, должны быть намного тяжелее, чем первоначально предполагалось.

Еще одна слабость теории: существует около 105 «свободных параметров», что означает, что физики не имеют очень хороших ограничений на размеры и энергетические диапазоны, в которых будут обнаруживаться частицы. Поэтому ученые не имеют четкого представления о том, где искать эти частицы.

Нейтралино

распространение темной материи по всей вселенной

Предполагаемое распределение темной материи по всей Вселенной

Суперсимметрия также предсказывает, что специальные частицы, называемые нейтралино, которые не несут заряда, могут объяснить темную материю, таинственное вещество, которое составляет большую часть плотности вещества вселенной, но обнаруживается только ее гравитационным притяжением. Согласно суперсимметричной теории, смесь всех частиц носителя силы, кроме глюино, создаст нейтралино, согласно блогу Ганьона.

Нейтралино образовались бы в палящей ранней вселенной и оставили бы достаточно следов, чтобы объяснить присутствие темной материи, гравитационное притяжение которой ощущается сегодня.

Гамма-лучи и нейтринные телескопы могут охотиться на эти неуловимые частицы в областях, заполненных темной материей, таких как солнечные или галактические ядра. Фактически, физики недавно объявили о важных новостях: сборщик частиц на Международной космической станции, возможно, нашел доказательства темной материи, хотя детали еще не известны.

Гравитоны

гравитоны

Концептуальное изображение гравитации.

С тех пор он озадачил Альберта Эйнштейна, и с тех пор его озадачивают физики: как создать единую теорию, охватывающую все фундаментальные силы, такие как гравитация, и поведение квантовых частиц. Например, господствующая теория физики элементарных частиц не охватывает гравитацию.

Этот вопрос побудил физиков предложить частицы квантовой гравитации, известные как гравитоны, которые представляют собой крошечные безмассовые частицы, испускающие гравитационные волны. Теоретически, каждый гравитон будет оказывать влияние на материю во вселенной, но частицы будет трудно обнаружить, потому что они слабо взаимодействуют с веществом. [6 странных фактов о гравитации]

К сожалению, прямое обнаружение этих теневых частиц было бы физически невозможно с современной технологией. Однако охота за гравитационными волнами с использованием таких инструментов, как LIGO, может косвенно выявить существование гравитонов.

Нечастица

Ураган Фелиция спутниковое изображение

Ураган "Фелиция", который 8 августа 2009 года спутник НАСА "Терра" воспринял как ураган 1-й категории. Буря ослабла от своего пикового уровня в виде шторма 4-й категории.

Недавно ученые обнаружили следы еще одной странной частицы, называемой нечастицей. Он может нести пятую силу природы - дальнодействующие спин-спиновые взаимодействия. В меньших масштабах распространено спиновое взаимодействие на малых расстояниях: это сила, которая выравнивает направление вращения электрона в магнитах и ​​металлах. Но более длительные взаимодействия намного более неуловимы. Если эта сила вообще существует, она должна быть в миллион раз меньше, чем между электроном и нейтроном.

Чтобы найти нечастицу, физики ищут в мантии Земли, где тонны электронов упакованы вместе, выровненные по магнитному полю Земли. Любое небольшое возмущение в этом выравнивании может выявить намек на нечастицу.

Хамелеон частица

Пантера хамелеон на ветке.

По мере того, как этот пантера-хамелеон растет, он сбрасывает свою старую кожу, чтобы открыть новую кожу под ней.

Физики предложили еще более неуловимую частицу, частицу хамелеона, которая имела бы переменную массу. Если он существует, этот оборотень может помочь объяснить как темную материю, так и темную энергию.

В 2004 году физики описали гипотетическую силу, которая может изменяться в зависимости от окружающей среды: в местах с плотно упакованными частицами, такими как Земля или Солнце, хамелеон будет оказывать только слабую силу, тогда как в малонаселенных областях он будет оказывать сильную силу. Это означало бы, что оно начнется слабым в плотно упакованной ранней вселенной, но станет сильнее, когда галактики полетели наружу из центра вселенной с течением времени.

Чтобы найти неуловимую силу, физики должны были бы обнаружить свидетельство частицы хамелеона, когда фотон распадается в присутствии сильного магнитного поля. Пока что поиск ничего не дал, но эксперименты продолжаются.

Следуйте Тиа Гхосе @tiaghose. следить нас @wordssidekick, Facebook или же , Оригинальная статья на WordsSideKick.com





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com