Бозонът на Хигс може да се разпада на частици тъмна материя

След като Големият адронен колайдер заработи на двойна мощност след модернизация, изследователите са готови за изучаването на Вселената както никога преди.

Вероятно към вече планираната работа ще се прибави още една – доста интересна и отнасяща се към една от най-великите и неразгадани тайни на Космоса.

Шведски учен е издигнал теория, благодарение на която един от експериментите на ускорителя ще включва търсенето на частици тъмна материя.

Кристофър Петерсън от Технологичния университет Чалмърс в Швеция смята, че бозонът на Хигс може да се разпада на частици тъмна материя, и се надява, че екипът изследователи на ЦЕРН може да докаже неговата хипотеза по експериментален път.

Шведският учен и двама негови колеги твърдят, че новият модел частица може да докаже съществуването на тъмна материя. Космологичните изследвания отдавна прогнозират, че 84,5% от Вселената се състоят от тази загадъчна субстанция. Но поради това, че тя не участва в електромагнитно взаимодействие, астрономите не могат да докажат нейното съществуване с помощта на съвременни уреди.

Тъмната материя е невъзможно да се наблюдава, но косвено се проявява при наблюдение на гравитационни ефекти в галактичните купове. И все пак физиците още не могат да разберат в пълна степен нейната природа.

Стандартният модел на физиката на елементарните частици е добър за описание на природата на нещата на субатомно ниво, но тя не се явява всеобхватна и по-конкретно не е способна да обясни, докаже или опровергае съществуването на тъмна материя във Вселената, тоест да разреши въпроса, който с всеки ден предизвиква все повече научни спорове.

Моделът на д-р Петерсън на свой ред съдържа повече елементарни частици от Стандартния модел, включително и частици тъмна материя. Неговият модел също дарява частиците на Хигс с различни свойства, предполагайки, че те могат да се разпадат на фотони, тоест частици светлина, и частици невидима тъмна материя.

Доказването на такава теория е невъзможно без ускорител на частици – за щастие от ЦЕРН са готови да предоставят на учения възможност да проведе своите изследвания.

Две независими експериментални инсталации – ATLAS и CMS, ще търсят свойствата на хигсоните, чието наличие предсказва моделът на Петерсън.

„Това е сбъдване на мечта за всеки теоретик, изучаващ физиката на частиците – коментира Петерсън. – Големият адронен колайдер е единственото място, където хипотезата може да бъде проверена. Което е още по-хубаво – това ще бъде направено в хода едновременно на два независими експеримента.“

Да отбележим, че детекторите на най-големия ускорите в света не са „видели“ пряко Хигс бозона, когато бе направено откритието. Детекторите ATLAS и CMS са наблюдавали безкрайно количество сблъсъци на частици, а след това са изучавали това, което се получава в хода на сблъсъците. Бозоните на Хигс се разпадат бързо на други частици, които детекторите са успели да уловят.

Независимо че в хода на първите изследвания е бил получен впечатляващ обем информация, тези данни се оказали прекалено малко, за да потвърдят или опровергаят модела на Петерсън.

След двегодишно прекъсване и модернизация Големият адронен колайдер започва работа през пролетта на 2015 г. При по-високи енергии най-накрая може да се съберат достатъчно количество данни за оценка на правомерността на модела на шведския учен.

Ако моделът се окаже правдоподобен, това по кардинален начин ще измени представите на учените за фундаменталните строителни елементи на природата.