08:14
Comentarii Adauga Comentariu

_ Bosonul Higgs, la zece ani de la descoperirea sa

_ Higgs boson, la zece ani de la descoperirea sa

Acum zece ani, pe 4 iulie 2012, colaborările ATLAS și CMS de la Large Hadron Collider (LHC) au anunțat descoperirea unei noi particule cu caracteristici în concordanță cu cele ale Bosonul Higgs prezis de Modelul Standard al fizicii particulelor. Descoperirea a fost un reper în istoria științei și a captat atenția lumii. Un an mai târziu, François Englert și Peter Higgs i-a câștigat Premiul Nobel pentru Fizică pentru predicția făcută cu zeci de ani mai devreme, împreună cu regretatul Robert Brout, a unui nou câmp fundamental, cunoscut sub numele de câmpul Higgs, care pătrunde în univers, se manifestă ca bosonul Higgs și dă masă particulelor elementare.

„Descoperirea bosonului Higgs a fost o piatră de hotar monumentală în fizica particulelor. A marcat atât sfârșitul unei călătorii de decenii de explorare, cât și începutul unei o nouă eră a studiilor acestei particule foarte speciale”, spune Fabiola Gianotti, directorul general al CERN și liderul de proiect („purtatorul de cuvânt”) al experimentului ATLAS la momentul descoperirii. „Îmi amintesc cu emoție ziua anunțului, o zi de bucurie imensă pentru comunitatea mondială de fizică a particulelor și pentru toți oamenii care au lucrat neobosit de-a lungul deceniilor pentru a face posibilă această descoperire.”

În doar zece ani. fizicienii au făcut pași uriași înainte în înțelegerea noastră a universului, nu doar confirmând devreme că particula descoperită în 2012 este într-adevăr bosonul Higgs, dar și permițând cercetătorilor să înceapă să construiască o imagine a modului în care prezența omniprezentă a unui câmp Higgs în univers. a fost stabilit la o zecime de miliardime de secundă după Big Bang.

Noua călătorie de până acum

Noua particulă descoperită de colaborările internaționale ATLAS și CMS în 2012 a apărut foarte mult ca bosonul Higgs prezis de Modelul Standard. Dar era de fapt acea particulă mult căutată? De îndată ce descoperirea a fost făcută, ATLAS și CMS și-au propus să investigheze în detaliu dacă proprietățile particulei pe care au descoperit-o se potriveau cu adevărat cu cele prezise de Modelul Standard. Folosind datele de la dezintegrarea sau „degradarea” noii particule în doi fotoni, purtătorii forței electromagnetice,

experimentele au demonstrat că noua particulă nu are moment unghiular intrinsec sau cuantum. spin — exact ca bosonul Higgs prezis de Modelul Standard. În schimb, toate celelalte particule elementare cunoscute au spin: particulele de materie, cum ar fi quarcii „sus” și „jos” care formează protoni și neutroni, și particulele purtătoare de forță, cum ar fi bosonii W și Z.

Observând bosonii Higgs produși din și degradarea în perechi de bosoni W sau Z, ATLAS și CMS au confirmat că aceștia își câștigă masa prin interacțiunile lor cu câmpul Higgs, așa cum este prezis de Modelul Standard. Puterea acestor interacțiuni explică raza scurtă a forței slabe, care este responsabilă pentru o formă de radioactivitate și inițiază reacția de fuziune nucleară care alimentează Soarele.

Experimentele au demonstrat, de asemenea, că quarcul de top, Cuarcul de fund și leptonul tau - care sunt cei mai grei fermioni - își obțin masa din interacțiunile lor cu câmpul Higgs, din nou așa cum este prezis de Modelul Standard. Ei au făcut acest lucru observând, în cazul cuarcului superior, bosonul Higgs fiind produs împreună cu perechi de cuarci superiori, iar în cazul cuarcului inferior și leptonului tau, descompunerea bosonului în perechi de cuarci inferior și, respectiv, leptoni tau. . Aceste observații au confirmat existența unei interacțiuni, sau a unei forțe, numită interacțiune Yukawa, care face parte din Modelul Standard, dar este diferită de toate celelalte forțe din Modelul Standard: este mediată de bosonul Higgs, iar puterea sa nu este cuantificată, adică nu vine în multipli ai unei anumite unități.

ATLAS și CMS au măsurat masa bosonului Higgs la 125 de miliarde de electronvolți (GeV), cu o precizie impresionantă de aproape unu pe mil. Masa bosonului Higgs este o constantă fundamentală a naturii care nu este prezisă de Modelul Standard. Mai mult decât atât, împreună cu masa celei mai grele particule elementare cunoscute, cuarcul de top și alți parametri, masa bosonului Higgs poate determina stabilitatea vidului universului.

Acestea sunt doar câteva dintre rezultatele concrete. de zece ani de explorare a bosonului Higgs la cel mai mare și mai puternic ciocnitor din lume — singurul loc din lume unde această particulă unică poate fi produsă și studiată în detaliu.

„Eșantioanele mari de date furnizate de LHC, performanța excepțională a detectorilor ATLAS și CMS și noile tehnici de analiză au permis ambelor colaborări să extindă sensibilitatea măsurătorilor lor de boson Higgs dincolo de ceea ce se credea posibil atunci când au fost concepute experimentele”, spune purtătorul de cuvânt al ATLAS, Andreas Hoecker.< /p>

În plus, de când LHC a început să ciocnească protoni la energii record în 2010 și datorită sensibilității și preciziei fără precedent a celor patru experimente principale, colaborările LHC au descoperit mai mult de 6 0 particule compozite prezise de modelul standard, dintre care unele sunt „tetraquarci” și „pentaquarci” exotice. Experimentele au dezvăluit, de asemenea, o serie de indicii interesante de abateri de la modelul standard care obligă investigații suplimentare și au studiat plasma de cuarc-gluoni care a umplut universul în primele sale momente cu detalii fără precedent. Ei au observat, de asemenea, multe procese de particule rare, au făcut măsurători din ce în ce mai precise ale fenomenelor modelului standard și au deschis noi baze în căutarea de noi particule dincolo de cele prezise de modelul standard

, inclusiv particulele care pot constitui materia întunecată care reprezintă cea mai mare parte a masei universului.

Rezultatele acestor căutări adaugă elemente importante la înțelegerea noastră a fizicii fundamentale. „Descoperirile în fizica particulelor nu trebuie să însemne particule noi”, spune directorul pentru cercetare și calcul al CERN, Joachim Mnich. „Rezultatele LHC obținute pe parcursul unui deceniu de funcționare a mașinii ne-au permis să răspândim o rețea mult mai largă în căutările noastre, stabilind limite puternice asupra posibilelor extensii ale modelului standard și să venim cu noi tehnici de căutare și analiză a datelor. „

În mod remarcabil, toate rezultatele LHC obținute până acum se bazează pe doar 5% din cantitatea totală de date pe care o va furniza colisionantul pe durata de viață. „Cu acest eșantion „mic”, LHC a permis pași mari înainte în înțelegerea particulelor elementare și a interacțiunilor lor”, spune teoreticianul CERN Michelangelo Mangano. „Și, deși toate rezultatele obținute până acum sunt în concordanță cu modelul standard, există încă mult loc pentru fenomene noi dincolo de ceea ce este prezis de această teorie.”

„Bosonul Higgs însuși poate indica noi fenomene, inclusiv unele care ar putea fi responsabile pentru materia întunecată din univers”, spune purtătorul de cuvânt al CMS, Luca Malgeri. „ATLAS și CMS efectuează multe căutări pentru a investiga toate formele de procese neașteptate care implică bosonul Higgs.”

Călătoria care mai rămâne în continuare

Ce mai rămâne de învățat despre câmpul Higgs și bosonul Higgs după zece ani? Mult. Câmpul Higgs dă și masă fermionilor mai ușori sau ar putea fi în joc un alt mecanism? Este bosonul Higgs o particulă elementară sau compusă? Poate interacționa cu materia întunecată și dezvăluie natura acestei forme misterioase de materie? Ce generează masa bosonului Higgs și auto-interacțiunea? Are gemeni sau rude?

Găsirea răspunsurilor la aceste întrebări și la alte întrebări interesante nu numai că ne va îmbunătăți înțelegerea universului la cele mai mici scări, dar poate ajuta și la dezvăluirea unora dintre cele mai mari mistere ale universului în ansamblu, cum ar fi modul în care acesta a ajuns să fie așa cum este și care ar putea fi soarta sa finală. Auto-interacțiunea bosonului Higgs, în special, ar putea deține cheile pentru o mai bună înțelegere a dezechilibrului dintre materie și antimaterie și a stabilității vidului din univers.

Deși răspunsurile la unele dintre aceste întrebări ar putea să fie furnizate de date de la a treia rulare iminentă a LHC sau de la modernizarea majoră a colisionarului, LHC-ul de înaltă luminozitate, începând cu 2029, răspunsurile la alte enigme sunt considerate a fi dincolo de accesul LHC, necesitând o viitoare „fabrică Higgs”. '. Din acest motiv, CERN și partenerii săi internaționali investighează fezabilitatea tehnică și financiară a unei mașini mult mai mari și mai puternice, Future Circular Collider, ca răspuns la o recomandare făcută în cea mai recentă actualizare a Strategiei europene pentru fizica particulelor.

„Clizisoarele de înaltă energie rămân cel mai puternic microscop de care dispunem pentru a explora natura la cele mai mici scări și pentru a descoperi legile fundamentale care guvernează universul”, spune Gian Giudice, șeful departamentului de Teorie al CERN. „În plus, aceste mașini aduc, de asemenea, beneficii extraordinare pentru societate.”

În mod istoric, acceleratorul, detectorul și tehnologiile de calcul asociate cu colisionarele de înaltă energie au avut un impact pozitiv major asupra societății, cu invenții precum World Wide. Web, dezvoltarea detectorului care a condus la scanerul PET (Tomografie cu emisie de pozitroni) și proiectarea de acceleratoare pentru terapia cu hadron în tratamentul cancerelor. În plus, proiectarea, construcția și operarea ciocnitorilor și experimentele de fizică a particulelor au avut ca rezultat formarea noilor generații de oameni de știință și profesioniști din alte domenii și într-un model unic de colaborare internațională.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Atmosfera Pământului poate fi sursa de apă lunară

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ VIDEO Violență extremă a unui angajat Glovo care lovește brutal un bătrân ce a căzut inconștient pe asfalt -Poliția îl caută pe agresor căruia i-a deschis dosar

_ Comisia Europeană anunţă lansarea pe orbită a doi sateliţi Galileo care au primit numele unor copii câştigători ai unui concurs de desen

_ Muzician, 35 de ani, ucis într-un bungalou de 350.000 de lire sterline, era vizat de adolescenți traficanți de droguri care comercializau cocaină

_ Arsenal anunță că Calum Chambers a devenit al treilea jucător al Gunners care a contractat coronavirus

_ Eric Trump dezvăluie mai multe detalii despre raidul FBI Mar-a-Lago

_ Un scandal foarte britanic: Claire Foy este prezentată ca ducesa de Argyll în primul trailer al dramei BBC

_ Prințesa Charlene și Prințul Albert participă împreună la ceremonia de deschidere a Festivalului TV de la Monte Carlo

_ In six months, TAROM will introduce a sales on board programme, similar to low-cost companies

_ Nadiya Bychkova a lui Strictly este radiată când sosește pentru încă o zi de repetiții în turneu

_ Întregul lanț de aprovizionare din SUA necesită operațiuni non-stop pentru a remedia întârzierile și costurile portuare

_ Sentimentul întreprinderilor mici rămâne scăzut pe măsură ce firmele se luptă cu inflația

_ Pelosi: „Nu vom permite Chinei să izoleze Taiwanul”

_ Noi îndrumări pentru a reduce ideologia de gen „anti-occidentală” în școlile britanice: procurorul general

_ Sfaturi pentru siguranța alimentelor

_ Studiul inspectează un grup deschis tânăr NGC 3293

_ Formarea galaxiei pitice observată folosind AstroSat din India

_ Astronomii descoperă 21 de noi candidați pitice albe cu masă extrem de mică

_ O nouă analiză arată cum se pot forma norii de sulf în atmosfera lui Venus

_ Propunerea echipei de cercetare ar putea revoluționa medicina spațială, îmbunătățirea sănătății astronauților

_ China a provocat această criză — SUA trebuie să o câștige

_ Explorarea modului în care stelele își determină propriile mase

_ Echipa masculină de handbal CS Dinamo București a câştigat meciul amical cu Potaissa Turda

_ După ce a depășit infecția cu noul coronavirus, Joe Biden pleacă într-o vacanță pe plajă în Carolina de Sud

_ Creditorii Ucrainei acceptă îngheţarea pe doi ani a datoriei de 20 miliarde de dolari în străinătate


Pag.1
Nr. de articole la aceasta sectiune: 26, afisate in 1 pagina.