Was passiert, wenn das neue Teilchen das Higgs-Boson nicht?

Physiker am Large Hadron Collider (LHC) sagen, sie haben ein neues "Higgs-Like" Teilchen entdeckt: ein Energiebündel, die meisten von den Insignien der lang ersehnte Higgs-Boson hat. Sie sind geradezu Newcomer nicht benennen, weil es gibt subtile Hinweise darauf, dass die Teilchen nicht, in der Tat kann, werden die einfachen alten Higgs selbst, sondern vielmehr eine enge Doppelgänger.

Lassen Sie sich nicht, Sie zu enttäuschen. Im Gegenteil, Harvey Newman, hochenergetische Physiker am California Institute of Technology und Mitglied der Compact Muon Solenoid (CMS) experimentieren (einer der beiden LHC-Experimente, die das neue Teilchen entdeckt), gesagt exotischere verschiedener Higgs-Boson zu finden ist eigentlich "eines der aufregendsten Dinge, die passieren können." Hier ist der Grund.

Das Higgs-Feld mit der entsprechenden Higgs-Boson, wurde vorausgesagt, um gibt es als die einfachste Erklärung warum die Elementarteilchen im Universum Masse haben. Kurzum, das Higgs-Feld ist ein Kosmos-Schwimmbecken, und alles ist in ihm schwimmen. Partikel, die stark mit dem Higgs-Feld, "wie eine stämmige Mann Schwimmen mit seinen Kleidern auf," in den Worten von John Gunion, ein Physiker an der University of California in Davis, sind schwerer als Teilchen, die Brise durch das Becken "wie ein olympischer Schwimmer in einem Nasstauchanzug."

Ein Higgs-Schwimmbad (und einem entsprechenden Higgs-Boson – eine Art planschen im Pool) ist genug, um Masse zu vermitteln, die Teilchen des Standardmodells: der standard-Theorie beschreibt die bekannten Elementarteilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte. Aber das Standard-Modell ist nicht die ganze Geschichte.

"Es ist einfach und mächtig, aber wir wissen, es kann nicht sein, dass die vollständige Theorie" Newman erzählt die Geheimnisse des Lebens wenig. Glauben an das Standard-Modell "wäre wie in Newtons Bewegungsgesetze glauben." Die Gesetze annehmen, dass Raum und Zeit getrennt und unveränderliche Wesen sind. Das ist gut für die Bewegungen langsam und massearme Objekte beschreiben, aber die Gesetze brechen, für Objekte, die Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit oder für schwarze Löcher, die Raum und Zeit zu biegen. "Newtons Gesetze sind wunderbar einfach und so viel zu beschreiben, aber wir wissen, es ist nicht die fundamentale Theorie, nur der Niedrigenergie-maximal eine grundlegendere Theorie" – d. h. von Einsteins Relativitätstheorie, die Raum-Zeit-genau zu beschreiben scheint. "Es ist das gleiche. "Wir wissen, dass es muss eine grundlegendere Theorie als das Standard-Modell."

Das Standardmodell ist unvollständig, Newman sagte, weil es nicht entfallen die Teilchen, aus denen sich 84 Prozent der Materie im Universum: die unsichtbare Substanz bekannt als dunkle Materie. Es schlägt auch fehl, Schwerkraft zu integrieren. Darüber hinaus behandelt das Standardmodell Angelegenheit und sein Zwilling entgegengesetzt übergeben, Antimaterie, wie wenn sie symmetrisch sind, und so es nicht verantworten, warum gibt es so viel mehr Materie als Antimaterie im Universum. Und schließlich, wenn Sie versuchen, das Standardmodell zu höheren Energien wie diejenigen zu projizieren, die in den ersten Momenten des Universums existiert, "die Theorie im Wesentlichen auf sich selbst, verliebt sich in" Newman sagte.

Die führende Theorie, die das Standard-Modell in einem leistungsfähigeren, allumfassenden Rahmen stellt nennt Supersymmetrie oder SUSY. Nach SUSY (die String-Theorie integriert ist), alle bekannten Teilchen haben viel schwerer supersymmetrischen Partner, bekannt als Sparticles. Nicht nur wird SUSY die Existenz der dunklen Materieteilchen vorhergesagt, sondern auch Teilchenwechselwirkungen bei sehr hohen Energien, wie Sie kurz nach dem Urknall erklären können. Was mehr ist, SUSY kann entfallen der Natur seltsame Vorliebe für Materie über Antimaterie: es erfordert es gibt mindestens fünf überlagert Schwimmbäder in Ort im ganzen Universum, die eine integrierte Asymmetrie (wie ein Riese gegen den Uhrzeigersinn Whirlpool), was zu einem Überschuss von Materie haben könnten. Diese fünf Swimmingpools sind Higgs-Felder, jeweils mit ein Higgs-artigen Boson. [Die lustigsten Theorien der Physik]

Wenn in einem Teilchenbeschleuniger wie dem LHC erzeugt, würde jedes Boson Higgs-artigen voraussichtlich in eine einzigartige Reihe von leichteren Teilchen zerfallen. Es scheint, dass die neu entdeckten Teilchen im LHC in einer Weise zerfallen, die das 08/15 Standard Modell Higgs nicht hätte, sagte der Physiker – obwohl mehr Daten benötigt werden, bevor sie wissen, für welche Art von Higgs sie haben. Aber wenn das Teilchen in der Tat eine exotischere Higgs ist, dann könnte es sein ein SUSY Higgs, oder mindestens eine nicht-Standard-Modell Higgs. Und dies wäre die erste Entdeckung der Physik jenseits des Standardmodells.

"Das Higgs-Sektor-Teilchen nicht sein, dass das einfachste Higgs-Boson das erste Anzeichen dafür sein würde, das, ja, es neue gibt, Physik gibt. Und das würde enorme Impulse auf das ganze Feld", sagte Gunion, unter Bezugnahme auf die"Sektor"oder eine Gruppe von möglichen Higgs-Teilchen.

Newman hallte das Gefühl: "Insgesamt haben wir diese enorme Ansicht vor uns."

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