Новую элементарную частицу нашли на лабораторном столе
Новая частица может дать учёным подсказки о том, из чего всё же состоит тёмная материя.
Междисциплинарная группа исследователей обнаружила новую частицу — или ранее неизвестное возбуждение квантового поля — известную как аксиальная мода Хиггса.
Это магнитный "родственник" всем известного бозона Хиггса — элементарной частицы, которая наделяет массой остальные частицы. Именно поэтому открытие бозона Хиггса стало в своё время величайшим открытием. Наделает ли новое открытие столько же шума?
В отличие от бозона Хиггса аксиальная мода Хиггса обладает магнитным моментом — способностью создавать и воспринимать магнитное поле.
Правда, для объяснения её свойств требуется модификация существующей теории, отметил ведущий соавтор открытия, профессор физики из Бостонского колледжа, Кеннет Бёрч.
Массу бозона Хиггса измерили с рекордной точностью читайте также
Теории, которые предсказывали существование такой моды, были разработаны для объяснения свойств тёмной материи: невидимого вещества, которое составляет около четверти массы-энергии Вселенной, но проявляет себя только через гравитационное взаимодействие.
Поэтому авторы работы рассматривают аксиальную моду Хиггса как частицу-кандидат тёмной материи. (Но это далеко не единственный кандидат.)
Бозон Хиггса был достоверно обнаружен в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере — крупнейшем в мире ускорителе частиц с длиной окружности 26,7 километра. В 2012 году учёные отчитались о своих результатах в ходе международной пресс-конференции.
Команда, открывшая аксиальную моду Хиггса, пошла совсем по другому пути. И, что интересно, ей для этого не понадобились огромные коллайдеры: достаточно было обычного лабораторного стола. Исследователи сосредоточились на хорошо изученном квантовом материале — так называемом редкоземельном трителлуриде (RTe3), который можно изучать при комнатной температуре в "настольном" экспериментальном формате.
"Когда мой студент показал мне данные, я подумал, что он, должно быть, ошибается, – вспоминает Кеннет Бёрч. – Не каждый день вы находите на столе новую частицу".
Обнаружение "аксиального бозона Хиггса" предсказывалось физиками, которые изучают частицы высоких энергий и используют полученные данные и построенные теоретические выводы для объяснения тёмной материи, отмечает Бёрч. Однако его никогда ранее не наблюдали.
X-частицы впервые замечены в "первичном бульоне" самого большого коллайдера читайте также
Его появление в конденсированном веществе стало для учёных полной неожиданностью. Конденсированным веществом или состоянием физики называют такое состояние материи, когда число составляющих вещество или систему компонентов чрезвычайно велико, а взаимодействия между этими компонентами сильны. Простейший пример: кусок металла, в котором огромное количество атомов так сплочены между собой, что металл не растворяется в пространстве как облачко пара.
Учёные пишут, что это открытие предвещает открытие нового состояния материи с нарушенной симметрией, которое не предсказано в рамках Стандартной модели физики. Однако это пока лишь предположение.
Исследователи достигли квантового управления модой, просто изменяя поляризацию света при комнатной температуре. Такая простота эксперимента несравнима с теми экстремальными условиями, которые обычно необходимы для наблюдения новых частиц.
Бёрч при этом полагает, что используемые его командой экспериментальные методы могут применяться для исследований в других областях.
"Многие из этих экспериментов выполнялись студентом моей лаборатории, – сказал Бёрч. – Этот подход можно непосредственно применять к квантовым свойствам многочисленных коллективных явлений, включая моды в сверхпроводниках, магнитах, сегнетоэлектриках и волнах зарядовой плотности".
Все эти странные слова понятны только посвящённым, но даже обывателю ясно, что речь идёт о значительном упрощении целого ряда экспериментов.
Правда, для того чтобы узнать о том, что же именно делали студенты лаборатории Бёрча, учёным придётся досконально изучить статью, опубликованную командой в научном журнале Nature.
Ранее мы писали о разных теориях, в рамках которых физики пытались объяснить, из чего может состоять тёмная материя: может быть, из огромных "глыб вещества", а может, и совсем лёгких частиц.
Также мы писали о том, как именно бозон Хиггса может придавать частицам массу.
Больше поразительных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Комментарии закрыты.