Когда-нибудь задавайтесь вопросом, какие физики частицы сделали бы разве бозон Хиггса, не существовал? Даже, прежде чем они разожгли ускорителя ядерных частиц, 2 года назад снесшего Хиггса — Большой коллайдер адрона (LHC) за $5,5 миллиардов в европейской лаборатории физики элементарных частиц, CERN, под Женевой, Швейцария — исследователи сказали что, если они не нашли, что желанный карьер, это не будет общее бедствие. Если не было никакого Хиггса, они сказали, то определенное обычное взаимодействие частицы должно вместо этого выйти из строя и намекнуть на любую природу, делал для продвижений без Хиггса.
Теперь, физики в LHC определили редкое взаимодействие в тот «нет – теряют» теорему, которая известна как рассеивание WW.«Я взволнован», говорит Барбара Джейгр, теоретик в университете Тюбингена в Германии, не вовлеченный в работу. Конечно, теперь, когда физики знают, что Хиггс существует, они не ожидают, что WW, рассеивающийся, пойдет помешанный.
Но это могло все еще играть важную роль в охоте на новую физику, поскольку ученые ищут отклонения от предсказаний преобладающей стандартной модели области. Тот подход дополнил бы исследования Хиггса сам, говорит Джейгр.
Бозон Хиггса является ключевым для объяснения физиков того, как все элементарные частицы — такие как электроны и кварк, составляющий протоны и нейтроны — получают свои массы. Теоретики предполагают, что иначе невесомые частицы взаимодействуют с квантовой областью немного как электрическое поле, состоящее из бозонов Хиггса, скрывающихся «фактически» в вакууме. Те взаимодействия дают каждый тип частицы определенное количество энергии и, благодаря известному уравнению Эйнштейна E = mc2, масса.
Это может походить на большую проблему для прохождения для создания частицы крупной. Но это препятствует большой проблеме с частицами, названными бозоном W и бозоном Z, передающими слабую ядерную силу, это ответственно за своего рода радиоактивный распад. Те частицы весят в 86 и 97 раз больше протон, соответственно.
В математике стандартной модели, однако, теоретики не могут просто вставить массы для W и Z, поскольку это испортило бы ключевую математическую симметрию, объясняющую, как слабая сила возникает во-первых. Начиная с невесомых частиц, взаимодействующих с областью, механизм Хиггса сохраняет ту симметрию при наделении W и Z с их массами.Та связь также объясняет важность WW, который рассеивание имело как альтернатива нахождению Хиггса.
Предположим, что два протона сталкиваются. Редко, кварк в одном протоне и кварк в другом каждый излучат бозон W. Те бозоны W могут подпрыгнуть, или разброс, друг от друга, или путем аварии непосредственно друг в друга или путем обмена некоторой другой квантовой частицы.
Благодаря квантовой странности, процессу, в котором обмен двух В Хиггс противодействует тем, в которых они подпрыгивают друг от друга или обменивают Z, очень поскольку две волны, слегка колеблющиеся на водоеме, могут отменить друг друга. То вмешательство поддерживает темп на низком уровне рассеивания WW.Если бы Хиггс не существовал, однако, то темп рассеивания WW должен взлететь выше определенной энергии столкновения. Действительно, вероятность таких столкновений должна превысить 100%. «Если не было никакого Хиггса, мы знали, что что-то должно было произойти там, потому что мы знаем, что вероятность не становится больше, чем 100%», говорит Марк-Андрэ Плеье, физик в Брукхевене Национальная Лаборатория в Аптоне, Нью-Йорк и один из 3 000 экспериментаторов, работающих с АТЛАСОМ, одним из четырех огромных датчиков, питаемых LHC.
Таким образом, физики предсказали, что в дополнение к повышению ставки в рассеивании WW, новые результаты должны умереть: например, роман и разоблачающие корреляции в траекториях В.Теперь, Плеир и коллеги определили доказательства рассеивания WW, как они описывают в газете в прессе в Physical Review Letters.
Из 1,5 квадрильонов столкновений протонного протона исследователи АТЛАСА определили 34 случая рассеивания WW. Сигнал еще не достаточно силен для требования определенного открытия, Плеир говорит, но это, кажется, является соответствующим стандартной модели. У физиков с конкурирующим датчиком CMS также есть доказательства рассеивания WW, говорит Плеир.Рассеивание WW могло использоваться для исследования для новых частиц, таких как предсказанные схемой, названной суперсимметрией.
В мог бы подпрыгнуть друг от друга путем обмена таких частиц, изменения рассеивающийся от стандартных предсказаний модели. Но различные способы расширить стандартную модель предсказывают различные изменения в рассеивании WW, отмечает Юргена Ройтера, теоретика в немецком Электронном Синхротроне (DESY) лаборатория в Гамбурге.
Таким образом, физики должны сначала определить самые многообещающие сигналы искать, он говорит: «Мы не знаем весь хороший observables в данный момент».