Может ли новая гипотетическая частица объяснить темную материю и доказать существование пятого измерения?

Вся теория вращается вокруг этой неоткрытой частицы, которая гипотетически (если она существует) может быть связующим звеном между видимой материей и темной материей. Основная проблема этой теории состоит в том, что в случае ее доказательства она отрицает и разрушает все предыдущие модели существования темной материи.

Выход за рамки и создание «новой физики» может быть обоюдоострым ножом для научной группы, но если это будет доказано, это изменит все наше понимание Вселенной и потенциально ответит на наши самые большие вопросы на сегодняшний день.

Ученые давно сомневаются в существовании пятого измерения, но на данный момент все, что было достигнуто, - это гипотетические модели и уравнения, которые представляют Вселенную такой, какой она могла бы выглядеть, если бы было дополнительное измерение.

Ученые указывают на одну весьма возможную причину, по которой эта частица невидима для нас и не может быть обнаружена - это технология. Исследователи утверждают, что этот новый фермион может взаимодействовать с бозоном Хиггса и, хотя он, вероятно, будет похож, но будет тяжелее. В этом заключается основная проблема - существующие коллайдеры и ускорители частиц, вероятно, недостаточно мощны, чтобы обнаружить новую частицу.

Хотя на данный момент все еще сложно доказать существование этой гипотетической субатомной частицы и пятого измерения, исследователи полагают, что их исследование и изложенная им модель могут помочь ученым в будущих исследованиях космологии и физики элементарных частиц.

Открытие субатомных частиц

Субатомные частицы чрезвычайно трудно наблюдать из-за их размера. Они меньше атома и имеют длину волны видимого света. Единственный способ зарегистрировать их и наблюдать за их поведением - это столкнуть атомные ядра, состоящие из частиц, друг с другом на невероятных скоростях (близких к скорости света).

Это производит большое количество экзотических частиц, которые создаются только при высоких энергиях. Физики считают, что эти столкновения напоминают условия, в которых Вселенная развивалась сразу после Большого взрыва.

Ускорители элементарных частиц, такие как Большой адронный коллайдер (LHC), Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC) и уже не существующий Тэватрон, значительно продвинули физиков в разработке «теории всего». Эта теория постулирует, как работают все субатомные частицы во Вселенной и как именно они взаимодействуют, образуя Вселенную, которую мы знаем.

Одной из наиболее полных моделей, максимально приближенных к разработке «теории всего», является Стандартная модель физики элементарных частиц, которая описывает взаимодействие частиц и сил. Эта научная группа, однако, явно думает за пределами этой модели, и, к сожалению, нынешние коллайдеры явно недостаточно развиты, чтобы помочь им в их работе.

К 2030 году Китай планирует построить самый большой и мощный ускоритель элементарных частиц, который поможет проводить новые эксперименты при более высоких энергиях. Надеюсь, это поможет глубже заглянуть в саму структуру реальности. А пока нам остается только ждать и следить за результатами экспериментов.

Что такое бозон Хиггса?

Неизвестно, почему определенные частицы имеют массу, поскольку общепринято считать, что все частицы, осуществляющие взаимодействия, не должны иметь массу. Тем не менее, как оказалось, частицы, несущие слабое взаимодействие, имеют массу. Но почему частица, которая должна быть безмассовой, имеет массу? Именно здесь вступает в игру бозон Хиггса.

Бозон Хиггса может помочь объяснить, как эти частицы получают свою массу. В 1960-х Питер Хиггс - тот самый физик, в честь которого была названа неуловимая частица и который был награжден Нобелевская премия по физике в 2013 году - разработал теорию, объясняющую, как частицы, несущие электромагнитные или слабые взаимодействия, могут приобретать при этом разные массы. постепенное остывание Вселенной.

Его предположение состояло в том, что частицы, такие как протоны, нейтроны и кварки, набирают массу за счет взаимодействия с невидимым электромагнитным полем, известным как поле Хиггса. Некоторые частицы могут проходить через это поле, не набирая массу, а другие «застревают» в нем и накапливают ее. Если это так, то с «невидимым» полем должна быть ассоциированная частица - бозон Хиггса - который управляет взаимодействиями с другими частицами и полем Хиггса, изменяя вместе с ним виртуальные частицы Хиггса.

Поскольку бозон Хиггса быстро распадается на более стабильные частицы, его труднее наблюдать, чем другие субатомные частицы, образовавшиеся в результате столкновений в ускорителях. Считается, что до распада он существует всего в течение одной септиллионной секунды, что затрудняет обнаружение среди триллионов столкновений.

Когда в 2012 году ученые объявили об открытии бозона Хиггса, они сообщили, что наблюдают новый сигма-бозон 125,3 ГэВ +/- 0,6 на 4,9 («золотой стандарт» научных открытий). Это означало, что бозон Хиггса был подтвержден с точностью 99,99997% в диапазоне масс 125 ГэВ. Однако крайне редко что-либо, связанное с физикой, бывает настолько ясным и точным.

Заключительные слова

Хотя это новое исследование не является решающим и в первую очередь гипотетическим, нам необходимо рассмотреть возможность того, что Стандартная модель не может объяснить все, и создание новых правил для Вселенной может быть единственным путем вперед. Понятно, что многие в научном сообществе выступят против такой практики, но мы не должны пренебрегать работой ученых, которые осмеливаются раздвигать границы.

Существование темной материи официально не подтверждено, несмотря на многолетние исследования. И все же, если науке удастся доказать существование этой новой частицы, это также может привести к потенциальному открытию темной материи.