Бозон Хіггса мав зруйнувати Всесвіт, Світ, ІноСМІ - Все, що гідне перекладу
Все за сьогодні
Війна та ВПК
Мультимедіа
Кумедно виходить, коли дві здаються далекими один від одного теорії вступають у таємну змову для того, щоб зруйнувати всесвіт
Це може здатися трохи перебільшеним, але, якщо наше розуміння фізики за межами недавно відкритого бозона Хіггса (або, якщо бути точнішим, поля Хіггса — повсюдного поля, що наділяє все існуюче масою), є правильним, то наш Всесвіт не повинен був би існувати. Тобто, так було б у тому випадку, якби ще одна космологічна теорія виявилася вірною — гіпотеза, яка в даний час піддається інтенсивному вивченню у світлі отриманих за допомогою телескопа BICEP2 результатів.
Можливо, ви вже чули про суперечку з приводу телескопа, розташованого недалеко від Південного полюса. Телескоп BICEP2 був побудований з однією метою: виявляти специфічні типи поляризованого світла, що випромінюється космічною мікрофоновою фоновою радіацією (cmb). Коротше кажучи, оператори телескопа BICEP2 оголосили (можливо передчасно) про те, що вони виявили поляризацію типу B (B-mode polarization), що вказує на присутність гравітаційних хвиль. І якщо вбудувати ці хвилі всередину космічної мікрохвильової фонової радіації, то одна з ключових гіпотез щодо витоків всесвіту може бути обгрунтованою.
Ця гіпотеза отримала назву «космологічної інфляції» (cosmological inflation), і ця модель допомагає фахівцям з космології пояснити чимало складних питань щодо того, як створювався всесвіт.
Однак, за даними групи британських космологів, розширення чи інфляція насправді створює серйозні проблеми для космічного двигуна (Cosmicengine) — якщо фізична теорія, що стоїть за нещодавно відкритим бозоном Хіггса, є ґрунтовною, то це означає, що швидкоплинний інфляційний період, який пішов безпосередньо за Великим вибухом близько 14 мільярдів років тому, повинен був ввести наш всесвіт у хаос.
Насправді ситуація настільки вийшла б з-під контролю в перші секунди створення нашого всесвіту, що нас взагалі не мало б тут бути. Всесвіт у такому разі зруйнувався б — не випадково цей процес називається «Великий стиск» (Big Crunch) — і перетворився б на ніщо ще до того, як матерія набула б можливості згуститися з початкового енергетичного безладдя, який виник у результаті Великого вибуху.
У дослідженні, представленому сьогодні (у вівторок) на засіданні Національного астрономічного з'їзду Королівського астрономічного товариства в Портсмуті (Великобританія), Малкольм Фейрберн (Malcolm Fairbairn) і Роберт Хоган (Robert Hogan) з лондонського Королівського коледжу обговорювали наслідки нашого всесвіту. Їхні висновки, зважаючи на все, будуть сприйняті з деяким інтересом.
Проведені дослідження та отримані дані після відкриття у 2012 році бозона Хіггса фізиками, які працювали на Великому адронному колайдері, довели, що цей конкретний бозон насправді є бозоном Хіггса, тобто субатомною частинкою, яка виступає у вигляді сполучного елемента у полі Хіггса. Поле Хіггса, як прийнято вважати, заповнює весь відомий всесвіт і наділяє матерію масою. З моменту свого відкриття фізики дуже близько познайомилися з бозоном Хіггса, і експериментальний аналіз не тільки підтвердив його існування, але вчені також детально познайомилися з характеристиками бозона (а в ширшому.сенсі і з полем, яким він обмінюється).
Однак проблема з полем Хіггса полягає в тому, що, маючи достатню кількість енергії, воно отримує можливість змінити напрям космічного розширення та створити Великий стиск (Big Crunch).
Математичні дані, одержувані у разі визнання теорії поля Хіггса, припускають, що зараз всесвіт досить комфортно розташувався в «долині» енергетичного поля Хіггса. Щоб вибратися з цієї долини і піднятися на сусідню «гору» (як показано на енергетичній діаграмі), знадобилася б величезна кількість енергії всередині самого поля. Але за наявності достатньої кількості енергії для того, щоб допомогти всесвіту подолати цю гору і переміститися в ще глибшу енергетичну долину, що розташована по сусідству, всесвіт просто — і катастрофічно — зруйнувався б.
Ось тут і з'являються результати, отримані телескопом BICEP2. Якщо представлені спостереження реальні, і гравітаційні хвилі в космічному мікрохвильовому фоновому випромінюванні доводять космологічну інфляцію, тоді поле Хіггса вже опиняється під впливом занадто великої кількості енергії, яка штовхатиме поле Хіггса через енергетичну гору до урвища на шляху до наступної долини! Для будь-якого потенційного Всесвіту це дуже погана новина — новонароджений всесвіт представляється як Великий вибух, поле Хіггса буде перевантажене енергетичним інфляційним періодом і все, що тоді існує, зникне миттєво.
"Це неприйнятне передбачення цієї теорії, оскільки, якби це сталося, то нікому було б обговорювати це питання", - зазначив Хоган.
Надзвичайно цікаво познайомитись з тим, як вивчення квантового світу впливає на космологічну шкалу, а результатподібних досліджень може стати ще одним серйозним ударом для даних, виявлених телескопом BICEP2. Але є ще один цікавий висновок, який може бути сформульований у тому випадку, якщо отримані за допомогою телескопа BICEP2 спостереження виявляться вірними і нададуть таке потрібне свідчення розширення.
"Якщо отримані за допомогою BICEP2 дані вірні, то тоді це говорить нам про те, що має існувати цікава нова фізика елементарних частинок за межами стандартної моделі", - додав Хоган.
Екзотична чи «нова» фізика в даний час відстежується фізиками високих енергій, що працюють на Великому адронному колайдері та в інших організаціях по всьому світу, і робиться це для того, щоб допомогти пояснити деякі з найбільших загадок у науці. Так, наприклад, фізики намагаються зрозуміти, яким чином гравітація «вбудовується» в Стандартну модель (бо в даний час їй не вдається це зробити), що таке темна матерія і чому всесвіт є більшою мірою матерією, ніж антиматерією. Можливо, існують суперсиметричні частинки у більш високих енергіях, ніж ми в даний час здатні спостерігати, втручаючись делікатним чином у справи відомого нам квантового світу.
Багато напрямків у вивченні «нової фізики» були закриті Стандартною моделлю, яка продовжує залишатися надійною «книгою рецептів» для фізики елементарних частинок, проте деякі дивні концепції дають фізиці надію на те, що наш Всесвіт приховує таку фізику, яку ми не здатні повністю осягнути. Бувай.
Якщо отримані за допомогою телескопа BICEP2 дані реальні і теорія бозона Хіггса продовжуватиме зміцнюватися, тоді теоретики, можливо, отримають додаткові свідчення того, що щось інше.щось екзотичне — не дозволяє космологічному розширенню зруйнувати Всесвіт знову до точки. Можливо, існує інший механізм, який протидіє потенціалу поля Хіггса, здатного руйнувати світи?
Поки що це залишається відкритим питанням, проте тішить те, що ми тут існуємо і ставимо подібні великі питання, і це означає, що дещо поки що не зовсім сходиться.