На Большом адронном коллайдере (LHC) в Европе чем быстрее, тем лучше. Тем не менее, другие исследователи провозглашают не так быстро, БАК, возможно, не обнаружил бозон Хиггса, бозон, который придает массу всему, частица бога как некоторые называют это. В то время как открытие бозона Хиггса в 2012 году завершилось присуждением в декабре 2013 года Нобелевской премии Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту, группа исследователей выразила эти сомнения в отношении бозона Хиггса в своей статье, опубликованной в журнале Physical Review D.
Дискурс подобен тому, что развернулось в прошлом году с обнаружением света с начала времен, что означало эпоху инфляции Вселенной. Исследователи, изучающие глубины Вселенной и внутренние глубины субатомных частиц, ищут сигналы на грани обнаружения, чуть выше уровня шума и в непосредственной близости от сигналов от других источников. Что касается наблюдений на телескопе BICEP2 (предыдущие статьи США), то это в значительной степени связано с чертежной доской, но сомнения Хиггса Бозона (предыдущие статьи США), безусловно, вызывают сомнения, но требуют более веских доказательств. В человеческих делах, если бигон Хиггса не был обнаружен LHC, что делать с присужденной Нобелевской премией?
Нынешняя проблема для бозона Хиггса не нова и представляет собой не просто проблему обнаружения и остроты датчиков, как в случае с данными BICEP2. Космический телескоп Планка показал, что свет, излучаемый пылью в сочетании с магнитным полем в нашей галактике Млечный Путь, может объяснить сигнал, обнаруженный BICEP2, который исследователи объявили первичной сигнатурой периода Инфляции. Бозонная частица Хиггса на самом деле является предсказанием теории, предложенной Питером Хиггсом и некоторыми другими, начиная с начала 1960-х годов. Это предсказанная частица из калибровочной теории, разработанной Хиггсом, Энглертом и другими, в основе Стандартной модели.
Эта недавняя статья подготовлена группой исследователей из Дании, Бельгии и Великобритании во главе с доктором Мадсом Тудалом Франдсеном. Их исследование под названием «Техниколорский бозон Хиггса в свете данных LHC» обсуждает, как их теория предсказывает кричащий кварки через диапазон энергий, обнаруживаемых на LHC, и в частности тот, который находится в пределах уровня неопределенности точки данных, объявленной как бозон Хиггса. Существуют варианты Теории Технического Цвета (TC), и в исследовательской работе подробно сравнивается теория поля, лежащая в основе Стандартной Модели Хиггса и TC Хиггса (их версия бозона Хиггса). Их вывод состоит в том, что TC Хиггс предсказывается Теорией Цвета, которая согласуется с ожидаемыми физическими свойствами, имеет малую массу и энергетический уровень - 125 ГэВ - неотличим от резонанса, который в настоящее время считается стандартной моделью Хиггса. Их составная частица, и она не придает массы всему.
Так ты говоришь - держись! Что такое Technicolor в жаргоне физики элементарных частиц? Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно поговорить с сантехником из Южного Бронкса, Нью-Йорк, - доктором Леонардом Сусскиндом. Хотя Сасскинд больше не был водопроводчиком, он впервые предложил Technicolor для описания нарушения симметрии в калибровочных теориях, которые являются частью Стандартной модели. Сусскинд и другие физики 1970-х годов считали неудовлетворительным, что для дополнения теории калибров, используемой в Стандартной модели (включая скалярное поле Хиггса и поле Хиггса), требовалось много произвольных параметров. Параметры, следовательно, определяют массу элементарных частиц и другие свойства. Эти параметры были присвоены и не рассчитаны, и это было неприемлемо для Сусскинда, Эту Хоофта, Вельтмана и других. Решение включало концепцию Technicolor, которая обеспечивала «естественные» средства описания нарушения симметрии в калибровочных теориях, составляющих Стандартную модель.
Technicolor в физике элементарных частиц имеет одну общую черту с Technicolor, которая доминировала в ранней индустрии цветных пленок, - термин «составной в создании цвета или частиц».
Если теория, касающаяся Техниколора, верна, то должно быть много частиц техникварка и технигиггса, которые можно найти с помощью LHC или более мощного ускорителя следующего поколения; настоящий зоопарк частиц, кроме только бозона Хиггса. Теория также означает, что эти «элементарные» частицы композиты меньших частиц, и что другая сила природы будет необходима, чтобы связать их. И эта новая статья Беляева, Брауна, Фруди и Франдсена утверждает, что одна конкретная техникварковая частица имеет резонанс (точку обнаружения), который находится в пределах неопределенности измерений для бозона Хиггса. Другими словами, бозон Хиггса может быть не «божественной частицей», а скорее частицей кваркового техниколора, состоящей из более мелких более фундаментальных частиц и другой силы, связывающей их.
Эта статья Беляева, Брауна, Фруди и Франдсена является четким напоминанием о том, что стандартная модель не установлена и что даже открытие бозона Хиггса не является на 100% достоверным. В прошлом году в LHC ЦЕРНа были интегрированы более чувствительные датчики, которые помогут опровергнуть этот вызов теории Хиггса - скаляр Хиггса и поле, бозон Хиггса или могут выявить сигнатуры частиц Technicolor. Лучшие детекторы могут устранить разницу между уровнем энергии кварка Technicolor и бозона Хиггса. Исследователи LHC поспешили заявить, что их работа выходит за рамки открытия бозона Хиггса. Кроме того, их работа может фактически опровергнуть, что они нашли бозон Хиггса.
Обращаясь к со-исследователю д-ру Александру Беляеву, был задан вопрос - обеспечат ли последние обновления ускорителя CERN точность, необходимую для дифференциации техни-кварка от частицы Хигга?
«Конечно, нет никакой гарантии, - ответил доктор Беляев журналу Space Magazine, - но модернизация LHC определенно предоставит гораздо лучший потенциал для обнаружения других частиц, связанных с теорией Техниколора, таких как тяжелые Техни-мезоны или Техни-барионы».
Разрешение сомнений и выбор правильных дополнений к Стандартной модели зависит от лучших детекторов, большего количества наблюдений и столкновений при более высоких энергиях. В настоящее время LHC снижается, чтобы увеличить энергию столкновения с 8 ТэВ до 13 ТэВ. Среди наблюдений на LHC суперсимметрия не удалась, и наблюдения, включая открытие бозона Хиггса, поддержали стандартную модель. Слабость Стандартной модели физики элементарных частиц состоит в том, что она не объясняет гравитационную силу природы, тогда как суперсимметрия может. Теория Technicolor поддерживает сильных сторонников, как показывает эта последняя статья, и это оставляет некоторые сомнения в том, что бозон Хиггса действительно был обнаружен. В конечном счете, может потребоваться еще один более мощный ускоритель частиц следующего поколения.
Для Хиггса и Энглерта отмена открытия ни в коем случае не является разрушением жизненного труда или отменой Нобелевской премии. Теоретические работы физиков давно признаны предыдущими наградами. Стандартная модель, как минимум частичное решение теории всего, похожа на пазл. По частям, как это развивается, но не без ошибок. Кроме того, части, добавленные в Стандартную модель, могут быть похожи на карточный домик и требуют замены более крупного решения полностью другим. Это может быть в случае с Хиггсом и Техниколором.
Временами, когда дети в какой-то степени решительны, физики вкладывают решение в разворачивающуюся загадку, которая, кажется, подходит, но в конечном счете должна быть отозвана. Настоящий дискурс еще не требует опровержения. Элегантность и простота - это наилучшие характеристики, которые можно найти в теоретических решениях. Физики частиц также используют термин натуральность при описании проблем с параметрами калибровочной теории. Решения - части - головоломки, созданной Питером Хиггсом и Франсуа Энглертом, возглавили и поощрили дальнейшую работу, которая приведет к созданию более надежной Стандартной модели, но лишь немногие утверждают, что она станет теорией всего.
Ссылки:
Предварительная печатьТехниколор бозон Хиггса в свете данных LHC
