W Dużym Zderzaczu Hadronów (LHC) w Europie szybciej jest lepiej. Jednak inni badacze głoszą nie tak szybko. LHC mógł nie odkryć bozonu Higgsa, bozonu, który nadaje masę wszystkim, cząstka boga jak niektórzy to nazywają. Podczas gdy odkrycie Higgsa Bosona w 2012 r. Zakończyło się przyznaniem w grudniu 2013 r. Nagrody Nobla Peterowi Higgsowi i François Englertowi, zespół naukowców wyraził te wątpliwości co do Higgsa Bosona w swoim artykule opublikowanym w czasopiśmie Physical Review D.
Dyskurs jest podobny do tego, co wydarzyło się w ubiegłym roku wraz z wykryciem światła od początku czasu, które oznaczało epokę inflacji wszechświata. Naukowcy badający głębiny Wszechświata i wewnętrzne głębokości cząstek subatomowych szukają sygnałów na granicy wykrywalności, tuż powyżej poziomu hałasu i w pobliżu sygnałów z innych źródeł. Jeśli chodzi o obserwacje teleskopu BICEP2 (poprzednie artykuły w Wielkiej Brytanii), jego powrót do tablicy kreślarskiej, ale wątpliwości Higgsa Bosona (poprzednie artykuły w Wielkiej Brytanii) są zdecydowanie trudne, ale wymagają bardziej solidnych dowodów. Jeśli chodzi o sprawy ludzkie, jeśli LHC nie wykrył bozonu Higgsa, co zrobić z przyznaną Nagrodą Nobla?
Obecne wyzwanie dla bozonu Higgsa nie jest nowe i nie jest jedynie problemem wykrywalności i ostrości czujników, jak ma to miejsce w przypadku danych BICEP2. Teleskop kosmiczny Plancka ujawnił, że światło promieniowane z pyłu w połączeniu z polem magnetycznym w naszej galaktyce Drogi Mlecznej może wyjaśnić sygnał wykryty przez BICEP2, który naukowcy ogłosili jako pierwotną sygnaturę okresu inflacji. Cząstka bozonu Higgsa jest w rzeczywistości prognozą teorii zaproponowanej przez Petera Higgsa i kilku innych na początku lat sześćdziesiątych. Jest to przewidywana cząstka z teorii mierników opracowanej przez Higgsa, Englerta i innych, w sercu Modelu Standardowego.
Ten ostatni artykuł pochodzi od zespołu naukowców z Danii, Belgii i Wielkiej Brytanii pod kierunkiem dr Madsa Toudala Frandsena. Ich badanie zatytułowane „Bozon Technicolor Higgs w świetle danych LHC” omawia, w jaki sposób ich wspierana teoria przewiduje Technicolor kwarkuje przez szereg energii wykrywalnych w LHC, a ta w szczególności mieści się w poziomie niepewności punktu danych zadeklarowanego jako bozon Higgsa. Istnieją warianty teorii Technicolor (TC), a praca badawcza porównuje szczegółowo teorię pola stojącą za Modelem Higgsa Standardowego i Higgsa TC (ich wersja bozonu Higgsa). Ich wniosek jest taki, że TC Higgs jest przewidywany przez Technicolor Theory, która jest zgodna z oczekiwanymi właściwościami fizycznymi, ma niską masę i ma poziom energii - 125 GeV - nie do odróżnienia od rezonansu uważanego obecnie za Standardowy model Higgsa. Ich jest cząstką złożoną i nie nadaje masy wszystkiego.
Więc mówisz - poczekaj! Co to jest Technicolor w żargonie fizyki cząstek? Aby odpowiedzieć na to pytanie, chciałbyś porozmawiać z hydraulikiem z South Bronx w Nowym Jorku - dr Leonard Susskind. Choć nie jest już hydraulikiem, Susskind po raz pierwszy zaproponowała Technicolor, aby opisał przełamanie symetrii w teorii mierników, które są częścią Modelu Standardowego. Susskind i inni fizycy z lat siedemdziesiątych uważali za niezadowalające, że wiele arbitralnych parametrów było potrzebnych do uzupełnienia teorii miernika stosowanej w Modelu Standardowym (obejmującej Skalar Higgsa i Pole Higgsa). Parametry w konsekwencji określały masę cząstek elementarnych i inne właściwości. Parametry te były przypisywane i nie obliczane, co było nie do zaakceptowania przez Susskind, t Hooft, Veltmann i innych. Rozwiązanie obejmowało koncepcję Technicolor, która zapewniła „naturalny” sposób opisu rozkładu symetrii w teoriach mierników tworzących Model Standardowy.
Technicolor w fizyce cząstek ma jedną prostą wspólną cechę z Technicolor, która dominowała we wczesnej branży kolorowych filmów - termin kompozyt w tworzeniu koloru lub cząstek.
Jeśli teoria otaczająca Technicolor jest poprawna, to za pomocą LHC lub mocniejszego akceleratora nowej generacji powinno być wiele cząsteczek kwarków technicznych i Higgsa; istne zoo cząstek oprócz Bozonu Higgsa. Teoria oznacza również, że te cząstki „elementarne” są kompozyty mniejszych cząstek i że do ich związania potrzebna byłaby inna siła natury. A ten nowy artykuł Bielajewa, Browna, Froadi i Frandsena twierdzi, że jedna konkretna cząstka kwarku technicznego ma rezonans (punkt wykrywania), który mieści się w niepewności pomiaru dla bozonu Higgsa. Innymi słowy, bozon Higgsa może nie być „cząstką boga”, lecz cząstką Technicolor Quark złożoną z mniejszych, bardziej fundamentalnych cząstek i wiążącej je innej siły.
Ten artykuł Bielajewa, Browna, Froadi i Frandsena jest wyraźnym przypomnieniem, że Model Standardowy jest niepewny i nawet odkrycie Higgsa Bosona nie jest w 100% pewne. W ubiegłym roku do LHC CERN-a zintegrowano bardziej czułe czujniki, które pomogą obalić to wyzwanie teorii Higgsa - skalar i pole Higgsa, bozon Higgsa lub mogą ujawnić ślady cząstek Technicolor. Lepsze detektory mogą rozwiązać różnicę między poziomem energii kwarka Technicolor a bozonem Higgsa. Badacze z LHC szybko stwierdzili, że ich praca wykracza poza odkrycie bozonu Higgsa. Ponadto ich praca mogłaby faktycznie obalić fakt, że znaleźli bozonu Higgsa.
Skontaktowano się ze współ-śledczym, dr Alexandrem Belyaevem, powstało pytanie - czy ostatnie aktualizacje akceleratora CERN zapewnią precyzję potrzebną do odróżnienia kwarków technicznych od cząstki Higga?
„Nie ma oczywiście gwarancji”, odpowiedział dr Bielajew na magazyn Space, „ale ulepszenie LHC z pewnością zapewni znacznie lepszy potencjał do odkrywania innych cząstek związanych z teorią Technicolor, takich jak ciężkie mezony techniczne lub bariony techniczne”.
Rozwiązanie wątpliwości i wybór odpowiednich dodatków do modelu standardowego zależy od lepszych detektorów, większej liczby obserwacji i kolizji przy wyższych energiach. Obecnie LHC nie działa, aby zwiększyć energię zderzenia z 8 TeV do 13 TeV. Spośród obserwacji w LHC, super-symetria nie wypadła dobrze, a obserwacje, w tym odkrycie Higgsa Bosona, poparły Model Standardowy. Słabość Standardowego Modelu Fizyki Cząstek polega na tym, że nie wyjaśnia ona siły grawitacji natury, podczas gdy super-symetria może. Teoria Technicolor utrzymuje silnych zwolenników, jak pokazuje ten najnowszy artykuł i nie pozostawia wątpliwości, że bozon Higgsa został rzeczywiście wykryty. Ostatecznie może być potrzebny inny mocniejszy akcelerator cząstek nowej generacji.
Dla Higgsa i Englerta odwrócenie tego odkrycia nie jest w żadnym wypadku rujnowaniem życia, ani odrzuceniem nagrody Nobla. Teoretyczna praca fizyków od dawna jest doceniana przez poprzednie nagrody. Model standardowy jako przynajmniej częściowe rozwiązanie teorii wszystkiego jest jak układanka. Kawałek po kawałku jest rozwijany, ale nie bez błędów. Co więcej, elementy dodane do Modelu Standardowego mogą przypominać domek z kart i wymagać zastąpienia większego rozwiązania całkowicie innym. Może tak być w przypadku Higgsa i Technicolor.
Czasami, jak dzieci nieco zdeterminowane, fizycy wrzucają rozwiązanie do rozwijanej układanki, która wydaje się pasować, ale ostatecznie musi zostać wycofana. Obecny dyskurs nie wymaga jeszcze wycofania. Elegancja i prostota to najwyższe cechy poszukiwane w teoretycznych rozwiązaniach. Fizycy cząstek również używają tego terminu Naturalność opisując obawy dotyczące parametrów teorii skrajni. Rozwiązania - fragmenty układanki stworzonej przez Petera Higgsa i François Englertów przewodziły i zachęcały do dalszych prac, które doprowadzą do stworzenia bardziej standardowego Modelu dźwiękowego, ale niewiele osób twierdzi, że pojawi się jako teoria wszystkiego.
Bibliografia:
Przedruk zBozon Technicolor Higgs w świetle danych LHC
