Euroopas suurel hadronite põrkeseadmel (LHC) on kiirem parem. Kuid teised teadlased kuulutavad mitte nii kiiresti. LHC pole võib-olla avastanud Higgsi bosoni, bosoni, mis kõigele massiks annab, jumala osake nagu mõned on seda nimetanud. Kui Higgsi Bosoni avastus 2012. aastal kulmineerus Nobeli preemia väljaandmisega 2013. aasta detsembris Peter Higgsile ja François Englertile, on teadlaste meeskond tõstatanud need ajakirjas Physical Review D avaldatud kirjutises need kahtlused Higgsi Bosoni suhtes.
Diskursus sarnaneb sellega, mis algas eelmisel aastal valguse avastamisega aegade algusest peale, mis tähistas Universumi inflatsiooniaega. Universumi sügavustesse ja subatomaalsete osakeste sisemistesse sügavustesse uurivad teadlased otsivad signaale tuvastatavuse äärest, otse müratasemest kõrgemal ja muudest allikatest pärit signaalide läheduses. BICEP2 teleskoobivaatluste (varasemad USA artiklid) osas on see üsna tagasi joonestustahvli juurde, kuid Higgsi Bosoni (eelmised USA artiklid) kahtlused on kindlasti väljakutsuvad, kuid vajavad kindlamaid tõendeid. Kui inimsuhetes LHC Higgsi bosonit ei tuvastanud, mida teha, kui talle antakse Nobeli preemia?
Praegune väljakutse Higgsi Bosonile pole uus ja see pole ainult andurite tuvastatavuse ja teravuse probleem, nagu see on BICEP2 andmete puhul. Plancki kosmoseteleskoop näitas, et tolmust kiirgav valgus ja Linnutee galaktika magnetväli võivad seletada BICEP2 tuvastatud signaali, mille teadlased kuulutasid inflatsiooniperioodi ürgse signatuurina. Higgsi Bosoni partikkel on tegelikult Peter Higgsi ja paljude teiste 1960. aastate alguses välja pakutud teooria ennustus. See on prognoositav osake gabariidi teooriast, mille on välja töötanud Higgs, Englert ja teised ja mis on standardmudeli keskmes.
See värske artikkel on pärit Taani, Belgia ja Ühendkuningriigi teadlaste meeskonnalt, mida juhib dr Mads Toudal Frandsen. Nende uurimuses pealkirjaga “Technicolor Higgsi boson LHC andmete valguses” käsitletakse seda, kuidas nende toetatud teooria ennustab Technicolor uurib LHC-s detekteeritavaid energiaallikaid ja eriti see, mis asub Higgsi Bosoniks kuulutatud andmepunkti määramatuse tasemel. Technicolori teooria (TC) variandid on olemas ja uurimistöö võrdleb üksikasjalikult standardmudelite Higgsi ja TC Higgsi (nende versioon Higgsi bosonist) taga olevat väljateooriat. Nende järeldus on, et TC Higgsi ennustab Technicolori teooria, mis vastab eeldatavatele füüsikalistele omadustele, on väikese massiga ja selle energiatase - 125 GeV - on eristamatu resonantsist, mida nüüd peetakse standardmudeliks Higgiks. Nende oma on kompositsiooniosa ja see ei anna kõigele massi.
Nii et sa ütled - hoia kinni! Mis on osakestefüüsika kõnepruugis Technicolor? Sellele vastamiseks võiksite rääkida New Yorgi South Bronxi torumehega - dr Leonard Susskind. Ehkki tegemist pole enam torumehega, tegi Susskind kõigepealt ettepaneku Technicolori kohta, et kirjeldada sümmeetria purunemist gabariiditeooriates, mis on standardmudeli osa. Susskind ja teised 1970ndate füüsikud pidasid ebarahuldavaks, et standardmudelis (kaasa arvatud Higgsi skaala ja Higgsi väli) kasutatava mõõturi teooria täitmiseks oli vaja palju suvalisi parameetreid. Parameetrid määratlesid elementaarsete osakeste massi ja muud omadused. Need parameetrid määrati ja neid ei arvutatud ning see polnud Susskindi, 't Hoofti, Veltmanni ja teiste jaoks vastuvõetav. Lahendus hõlmas Technicolori kontseptsiooni, mis pakkus „looduslikku“ vahendit sümmeetria jaotuse kirjeldamiseks gabariiditeoorias, mis moodustavad standardmudeli.
Osakestefüüsikas Technicolor on varajase värvifilmitööstuses domineerinud Technicoloriga ühist ühte lihtsat asja - terminit komposiit värvi või osakeste loomisel.
Kui Technicolori ümbritsev teooria on õige, peaks LHC-st või võimsama järgmise põlvkonna kiirendist leiduma palju tehnilisi kvarke ja tehnilisi-Higgsi osakesi; osakeste tõeline loomaaed lisaks Higgsi bosonile. Teooria tähendab ka seda, et need 'elementaarsed' osakesed on komposiidid väiksemate osakeste jaoks ja nende sidumiseks oleks vaja veel ühte loodusjõudu. Ja see uus autor Belyaev, Brown, Froadi ja Frandsen väidab, et ühel konkreetsel tehnilise kvargi osakesel on resonants (avastamispunkt), mis jääb Higgsi Bosoni mõõtmiste määramatuse piiresse. Teisisõnu, Higgsi boson ei pruugi olla „jumala osake“, vaid pigem Technicolor Quarki osake, mis koosneb väiksematest fundamentaalsematest osakestest ja veel ühest neid siduvast jõust.
See Belyaevi, Browni, Froadi ja Frandseni artikkel on selge meeldetuletus, et standardmudel pole rahul ja isegi Higgsi bosoni avastus pole 100% kindel. Viimasel aastal on CERNi LHC-sse integreeritud tundlikumad andurid, mis aitavad selle väljakutse Higgsi teooriale ümber lükata - Higgsi skaala ja väli, Higgsi boson või võivad paljastada Technicolori osakeste allkirjad. Paremad detektorid võivad Technicolori kvargi ja Higgsi Bosoni energiataseme erinevuse lahendada. LHC teadlased kinnitasid kiiresti, et nende töö ulatub kaugemale kui Higgsi bosoni avastamine. Samuti võib nende töö tegelikult ümber lükata selle, et nad leidsid Higgsi bosoni.
Kaasuurija dr Aleksander Belyajeviga ühendust võttes tõstatati küsimus - kas hiljutised CERN-kiirendi täiendused tagavad täpsuse, mida on vaja tehnikukargi eristamiseks Higgi osakestest?
"Muidugi pole mingit garantiid," vastas dr Belyaev kosmoseajakirjale, "kuid LHC täiustamine annab kindlasti palju parema võimaluse avastada teisi Technicolori teooriaga seotud osakesi, nagu näiteks rasked tehismesoonid või tehnibaroonid."
Kahtluste lahendamine ja standardmudelile õigete täienduste valimine sõltub parematest detektoritest, suurematest vaatlustest ja suurema energiaga kokkupõrgetest. Praegu on LHC madal, et suurendada kokkupõrke energiaid 8 TeV-lt 13 TeV-le. LHC vaatluste hulgas pole üldsümmeetria hästi edenenud ning vaatlused, sealhulgas Higgsi Bosoni avastus, on standardmudelit toetanud. Osakeste füüsika standardmudeli nõrk külg on see, et see ei seleta looduse gravitatsioonijõudu, samas kui üldsümmeetria seda suudab. Technicolori teooria toetab tugevaid toetajaid, nagu see uusim artikkel näitab ja see jätab kahtluse, kas Higgsi boson tegelikult tuvastati. Lõppkokkuvõttes võib vaja minna veel ühte võimsamat järgmise põlvkonna osakeste kiirendit.
Higgsi ja Englerti jaoks ei ole avastuse ümberpööramine mingil juhul elutöö hävitamine või Nobeli preemia kaotamine. Füüsikute teoreetilist tööd on juba varasemate auhindadega tunnustatud. Standardmudel on vähemalt kõige teooria osaline lahendus kõigest nagu pusle. Tükkhaaval on see, kuidas seda arendatakse, kuid mitte ilma eksimusteta. Lisaks võivad standardsesse mudelisse lisatud tükid olla nagu kaardimaja ja vajavad suurema lahenduse asendamist täiesti teisega. See võib olla Higgsi ja Technicolori juhtum.
Mõnikord, nagu lapsed on mõnevõrra otsustanud, suruvad füüsikud lahenduse lahtiseletamisse, mis näib sobivat, kuid tuleb lõpuks tagasi tõmmata. Praegune diskursus ei õigusta veel tagasitõmbumist. Elegantsus ja lihtsus on teoreetilistes lahendustes otsitavad omadused. Osakeste füüsikud kasutavad ka mõistet Naturaalsus kui kirjeldada muresid teooria parameetritega. Peter Higgsi ja François Englerti loodud puslelahendused - tükid - on võtnud suuna ja julgustanud edasist tööd, mille abil saavutatakse kindlam standardmudel, kuid vähesed väidavad, et see osutub kõige teooriaks.
Viited:
EeltrükkTechnicolor Higgsi boson LHC andmete valguses
