Von Leah Crane
Max Brice/CERN
Physiker haben das Higgs-Boson entdeckt, das einen neuen Trick ausführt, der uns jedoch dem Verständnis der Funktionsweise grundlegender Teilchen nicht näher bringt.,
Das Higgs-Boson, das 2012 im CERN-Teilchenphysiklabor in der Nähe von Genf, Schweiz, entdeckt wurde, ist das Teilchen, das allen anderen Elementarteilchen nach dem Standardmodell der Teilchenphysik Masse verleiht. Trotz der Arbeit von Tausenden von Forschern auf der ganzen Welt konnte niemand genau herausfinden, wie dies geschieht oder warum einige Teilchen massiver sind als andere.
Die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, mithilfe des Large Hadron Collider (LHC) zu beobachten, wie das Higgs mit anderen Teilchen interagiert., Zum ersten Mal haben beide Hauptgruppen, die es verwenden – die CMS – und ATLAS-Kollaborationen-beobachtet, wie das Higgs in zwei Myonen zerfällt, eine Art Teilchen, mit dem wir es noch nie direkt interagieren gesehen haben. Mitglieder der Kollaborationen präsentierten diese Arbeit auf der virtuellen Internationalen Konferenz für Hochenergiephysik.
<
Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass Teilchen unterschiedliche Massen haben, da es mehr als einen Higgs-Boson-Typ gibt, wobei jeder Higgs-Typ an einen anderen Massenbereich anderer Teilchen gekoppelt ist.,
Lesen Sie mehr: ‚Wir werden sterben, bevor wir die Antwort finden‘: Krise im Herzen der Physik
Myonen sind viel weniger massiv als die anderen Arten von Teilchen, mit denen wir das reguläre Higgs interagieren gesehen haben, so dass die neue Entdeckung es wahrscheinlicher macht, dass es nur ein Higgs gibt. Dieses Verhalten ist genau das, was wir vom Standardmodell erwarten. Adam Gibson-Selbst an der Valparaiso University in Indiana, der nicht an dieser Arbeit beteiligt war, sagt, dass es sich um eine Instanz von „Higgs-Boson, genau wie bestellt“handelt.
Aber das lässt das Geheimnis, warum Teilchen unterschiedliche Massen haben, völlig unbeantwortet., Obwohl dieses Ergebnis vielleicht nicht überraschend ist, sagt Gibson-es ist sogar etwas frustrierend, weil wir wissen, dass das Standardmodell unvollständig ist–, erklärt es nicht nur nicht, warum Teilchen unterschiedliche Massen haben, sondern erklärt auch nicht dunkle Materie oder dunkle Energie. Nichtsdestotrotz stimmten die experimentellen Ergebnisse vollständig mit dem Modell überein.
„Es ist ein Problem in dem Sinne, dass wir wissen, dass das Higgs-Boson as-is diese Dinge nicht erklärt“, sagt CMS-Forscherin Freya Blekman an der Freien Universität Brüssel, Belgien., Wenn das gleiche Higgs sowohl mit Myonen als auch mit schwereren Teilchen interagiert, ist dies ein weiterer Weg, um die Frage der Massenvermehrung zu lösen.
Der nächste Schritt, sagt Blekman, besteht darin, noch genauere Messungen des Higgs durchzuführen, die mit einer Reihe verschiedener Teilchen interagieren. Viele dieser Messungen müssen genauer sein als die, die der LHC liefern kann, was Teil des Arguments für den Aufbau eines leistungsfähigeren „Higgs Factory“ – Colliders ist, sagt sie.
„Wir haben Szenarien entfernt, aber wir haben noch keine Erklärung“, sagt Blekman., „Aber darum geht es in der Teilchenphysik – wir haben Zehntausende von Vorhersagen und müssen sie beseitigen.“
Mehr zu diesen Themen:
- Higgs-boson
- Teilchenphysik