Новини

Колайдерът в ЦЕРН улови непознати частици

Международен екип учени от ЦЕРН от проекта LHCb в Големия адронен колайдер  (LHC) – най-големия в света ускорител на частици, наблюдава три нови частици, нерегистрирани досега – нов вид пентакварк и двойка тетракварки, включваща невиждан досега вид тетракварк, съобщи пресслужбата на ЦЕРН. Резултатите от изследването бяха обявени на семинар в ЦЕРН – Европейската организация за ядрени изследвания, която отбелязва десетата годишнина от откриването на Хигс бозона. Новооткритите частици ще помогнат на физиците да научат как кварките се свързват помежду си.

През април ЦЕРН рестартира Големия адронен колайдер след близо тригодишен период на поддръжка и усъвършенстване. Оттогава експерти подготвят възстановяването от днес на безопасната работа при пълен капацитет на съоръжението за нови експерименти при рекордна енергийна стойност от 13,6 трилиона електронволта. Високоенергийните сблъсъци на протони ще бележат третия работен цикъл на LHC, който започва днес.

“За увеличаване на нивата на сблъсък ще фокусираме протонните лъчи до не по-малко от десет микрона в точките на взаимодействие. В сравнение с първия цикъл на работа на колайдера, когато бе открит Хигс бозонът при стойности от 12 фемтобарна, при третия цикъл ще постигнем 280 фемтобарна. Това значително увеличение проправя пътя към нови открития”, каза директорът на ЦЕРН по акселераторите и технологиите Майк Ламонт.

Фемтобарнът е мярка за броя сблъсъци на частици и се отнася за приблизително 100 трилиона протон-протонни сблъсъка.

Кварките са елементарни частици и са известни шест вида – горни, долни, странни, красиви, дънни и топ. Обикновено се свързват в групи по две или три и образуват адрони като протони и неутрони, съставящи клетъчното ядро. По-рядко те се свързват по четири или пет и образуват тетракварки или пентакварки. Съществуването на тези екзотични адрони е предсказано от теоретичната физика преди повече от шест десетилетия, но едва неотдавна започва наблюдението им при LHCb и други експерименти.

Първият новооткрит в ЦЕРН вид е пентакварк, съставен от чаровен кварк, чаровен антикварк, горен, долен и странен кварк. Това е първият пентакварк, включващ странен кварк. Второто откритие е на двойно електрически зареден тетракварк, съставен от чаровен кварк, странен антикварк, горен и долен кварк. Той е наблюдават заедно с неутралната си двойка при разпад на положително заредени и неутрални Б мезони. Новите тетракварки са първата двойка тетракварки, наблюдавана досега.

Свидетели сме на период на интензивни открития на частици, подобен на тези през 50-те и 60-те години, каза координаторът в  LHCb Нийлс Тюнинг. „Създаваме зоопарк за частици 2.0”, посочи той. „Откритието на нови видове тетракварки и пентакварки и измерването на свойствата им ще помогне на теоретиците във физиката да разработят единен модел на екзотичните адрони, чиято природа все още не е известна”, каза ръководителят на проекта Крис Паркс.

10 години от откриването на Хигс бозона

Десет години, след като физици откриха Хигс бозона, международните експерименти ATLAS и CMS в Големия адронен колайдер (LHC) в ЦЕРН обявиха резултатите от своите най-обстойни досега изследвания на свойствата на тази уникална частица. Независимите проучвания, публикувани в две статии в авторитетното списание „Нейчър”, показват, че частицата, открита в ЦЕРН на 4 юли 2012 г., е в забележително съответствие с Хигс бозона, предсказан от Стандартния модел на физиката на елементарните частици. Проучванията показват също, че частицата все повече се превръща в мощно средство за търсене на нови, неизвестни явления, които, ако бъдат открити , биха могли да помогнат да се изяснят на някои от най-големите загадки на физиката като природата на тъмната материя във Вселената, се посочва в прессъобщение от ЦЕРН.

Бозонът на Хигс е частица, която е проявление на всепроникващо квантово поле, известно като поле на Хигс и е от основно значение за описанието на Вселената, каквато я познаваме. Без това поле не биха имали маса елементарните частици като кварките и електроните, както и тежките частици (W-бозони), които са носители на силите, иницииращи ядрената реакция, която захранва Слънцето, посочиха от ЦЕРН.

За да изследват пълния потенциал на данните от LHC за изучаване на Хигс бозона, включително взаимодействията с други частици, експериментите ATLAS и CMS комбинират множество допълващи се процеси, при които Хигс бозонът се произвежда и „разпада“ на други частици.

Двата проекта провеждат експерименти в Големия адронен колайдер LHC – най-големият в света ускорител на частици, като анализират данни от над 10 000 трилиона протонни сблъсъка и около 8 млн. бозона на Хигс – 30 пъти повече, отколкото по времето на откриването на частицата. При този безпрецедентен брой и разнообразие на процеси на получаване на Хигс бозон и процеси на разпад е получен най-точният и подробен набор от измервания до момента на частицата, както и на взаимодействията й с други частици. Всички измервания са в забележително съответствие с прогнозите на Стандартния модел, се посочва в прессъобщението на ЦЕРН.

„Очертаването на такъв портрет на Хигс бозона толкова скоро беше немислимо преди LHC”, каза говорителят на CMS Лука Малджери.

Новите комбинирани анализи предоставят, наред с други нови резултати, строги граници на взаимодействието на Хигс бозона със самия себе си, а също и на нови, неизвестни явления отвъд Стандартния модел, като например разпадането на Хигс бозона на невидими частици, които може да съставляват тъмната материя.

Работата на екипите на двата проекта върху природата на Хигс бозона ще продължи и с помощта на данните от третия цикъл на работа на LHC, който започва утре с безпрецедентни стойности на ускорение и от колайдера (HL-LHC) от 2029 г. С около 18 милиона Хигс бозона, които се очаква да бъдат произведени във всеки експеримент от третия цикъл и около 180 млн. от HL-LHC, учените в ЦЕРН очакват да наблюдават някои от взаимодействията на Хигс бозона с по-леките частици на материята и да получат първите значителни доказателства за взаимодействието на бозона със самия себе си.

Автор

Geomedia Magazine




От категорията
Гео-портал на минестерството на отбраната

Contact Us