Цветната алтернатива на бозона на Хигс

На Големия адронен колайдер може да е открита не частицата на Хигс. Какво може да е било това, разказва пред Газета.Ru Александър Беляев, възпитаник на Московския държавен университет и понастоящем професор в университета на Саутхемптън.

Г-н Беляев, във ваша статия твърдите, че Големият адронен колайдер може да не е открил Хигс бозона от Стандартния модел, а нещо друго.

Първо, Питър Хигс е предсказал съществуването на скаларна частица с нулев спин, която взаимодейства с векторните полета. С изстиването на Вселената Хигсовото поле кондензира, този кондензат се явява мярка на масата, която прилепва към всички частици, с които взаимодейства бозонът на Хигс, и осигурява тяхната маса.

Преди експериментите на Големия адронен колайдер беше изчислено колко частици трябва да се родят при сблъсъците на протоните. И се получи, че броят на родените в хода на експериментите частици се съгласува с предсказанието в пределите на 10–30% и се намира в рамките на очакваните статистически грешки.

Увереността, че това е бозонът на Хигс, се основава на количеството събития, които трябва да съответстват на изчисленията въз основа на Стандартния модел, както и на ъгловото разпределение на продуктите от неговия разпад, което сочи нулев спин на частицата, а не равен на 1 или 2.

Защо смятате, че това може да не е бил Хигс от Стандартния модел?

Хигс бозонът, който открихме, се съгласува не само със Стандартния модел, но и с други теории, например с теорията за техницвета.

Ако квантовата хромодинамика описва адрони, кварки, глуони, то техницветната теория говори, че вместо тях има техникварки, техниглуони и техниадрони, чиито маси са около хиляда пъти по-тежки.

Фактически това е същата хромодинамика с частиците, на три порядъка по-тежки.

В тази теория техникварките образуват свързани състояния, подобно на това как кварките образуват мезони, масивни частици. И Хигс в тази теория е фактически технимезон, съставна скаларна частица, аналогична на бозона на Хигс от Стандартния модел, но притежаваща точно такива свойства.

Въз основа на техницветната теория ние изчислихме свойствата на техни-Хигса и отклоненията от Стандартния модел. Стигнахме до извода, че е възможно да е бил открит не елементарният Хигс бозон, а съставен, състоящ се от техникварки, които съставят техницветния модел.

Но механизмът, съгласно който другите частици придобиват маса, е подобен на този, който описва поведението на бозона на Хигс в Стандартния модел.

Всички известни днес частици се описват от Стандартния модел. Открита ли е макар една частица, описвана от тази екзотична техницветна теория?

Засега не, с тяхното търсене се занимаваме сега, включително в колаборацията СМС, към която принадлежа и аз. Просто природата на този бозон, който е открит, не е ясна докрай, тъй като свойствата му са измерени не с точността, с която би следвало.

За Стандартния модел трябва да има друга теория, още по-обща. Такава теория може да е техницветната теория, теорията на суперсиметрията с допълнителни измерения. Става дума за това, че Стандартният модел има редица проблеми. Например той не предсказва тъмната материя, която ние наблюдаваме.

А в техницветната теория неутралният стабилен мезон може да е добър кандидат за ролята на тъмна материя. Това ще бъде същата тази тъмна материя, която ние виждаме, но чиято природа не можем да разберем.

Може ли експериментално да се изясни дали е открит бозонът на Хигс, или не?

Да. За това е необходимо по-точно да проумеем свойствата на Хигс бозона, не на ниво 10–30%, а на ниво поне 1%. Но за това е необходима по-голяма енергия на сблъсък и повече статистика, както и да се повиши интензивността на сблъсъците на лъчите, което се нарича светимост.

Когато повишим енергията на Големия адронен колайдер почти два пъти, тоест 13 тераелектронволта, повишим интензивността на лъчите, то ще се събере достатъчно статистика, за да подобрим точността. Но и при това положение точността няма да превиши 5%, а това е недостатъчна точност.

Свойствата на бозона на Хигс може да се измерят на линеен колайдер, за чието създаване учените отдавна говорят. Преди четири години ние дори писахме до правителството на Русия, но то не откликна. Предлагахме да се построи такъв ускорител в Дубна. Просто отбелязвам, че Олимпиадата струваше десет такива колайдери.

Ако допуснем, че се окажете прав, Питър Хигс трябва ли да се раздели с Нобеловата награда?

Не, разбира се. Идеята на механизма на Хигс работи дори в техницвета. Природата на тази частица почти не влияе на самата идея. Природата на бозона на Хигс не е напълно ясна и изцяло се съгласува с техницветната теория.