محققان نوع جدیدی از خویشاوندان هیگز را در نامحتمل ترین مکان ها کشف کردند

محققان نوع جدیدی از خویشاوندان هیگز را در نامحتمل ترین مکان ها کشف کردند

گاهی اوقات کشف فیزیک جدید به سطوح دیوانه کننده ای از انرژی نیاز دارد. ماشین های بزرگ تجهیزات فانتزی. ساعت‌های بی‌شماری غربال‌کردن مجموعه‌ای از داده‌ها.

و گاهی اوقات ترکیب مناسب مواد می‌تواند دری را به قلمروهای نامرئی در فضایی کمی بزرگ‌تر از میز باز کند.

 

این نوع جدید را با بوزون هیگز. این ماده در یک تکه کریستال تلوریوم لایه‌ای در دمای اتاق کمین کرده بود. برخلاف پسر عموی معروفش، سال‌ها ریزش ذرات طول نکشید تا آن را تشخیص دهیم. فقط یک استفاده هوشمندانه از برخی لیزرها و ترفندی برای باز کردن ویژگی‌های کوانتومی فوتون آنها.

“هر روز نیست که یک ذره جدید روی میز خود می‌بینید” می گوید کنت برچ، فیزیکدان کالج بوستون و نویسنده اصلی تحقیقی که کشف این ذره را اعلام کرد.

برچ و او همکاران متوجه چیزی شدند که به عنوان حالت هیگز محوری شناخته می شود، تکان دادن کوانتومی که از نظر فنی به عنوان نوع جدیدی از ذره واجد شرایط است.

مانند بسیاری از اکتشافات در فیزیک کوانتومی، مشاهده رفتارهای کوانتومی نظری در عمل ما را به آن نزدیکتر می کند. کشف ترک‌های احتمالی در مدل استاندارد و حتی به ما کمک می‌کند تا در حل برخی از اسرار بزرگ باقی مانده.

“تشخیص هیگز محوری در فیزیک ذرات پرانرژی برای توضیح ماده تاریک،” می گوید برچ .

“با این حال، هرگز مشاهده نشده است. ظهور آن در یک سیستم ماده متراکم کاملاً غافلگیرکننده بود و خبر از کشف یک حالت تقارن شکسته جدید می‌دهد که پیش‌بینی نشده بود.”

 

۱۰ سال از زمان بوزون هیگز به طور رسمی شناسایی شد در میان کشتار برخورد ذرات توسط محققان CERN. این نه تنها به شکار ذره پایان داد، بلکه به راحتی فینال را بسته بود. جعبه در مدل استاندارد – باغ وحش ذرات بنیادی مکمل طبیعت از آجر و ملات است.

با میدان هیگز، ما در نهایت توانستیم درک خود را از چگونگی بدست آوردن جرم اجزای مدل در حالت استراحت تأیید کنیم. پیروزی بزرگ برای فیزیک، چیزی که ما هنوز از آن برای درک مکانیک درونی ماده استفاده می کنیم.

در حالی که هر ذره هیگز به سختی برای کسری از ثانیه وجود دارد، به معنای واقعی یک ذره است. از این کلمه، چشمک زدن مختصری به واقعیت به عنوان یک برانگیختگی گسسته در یک میدان کوانتومی.

اما، شرایط دیگری وجود دارد که در آن ذرات می‌توانند جرم ایجاد کنند. برای مثال، شکست در رفتار جمعی موجی از الکترون‌ها که موج چگالی بار نامیده می‌شود، این کار را انجام می‌دهد.

این نسخه «هیولای فرانکنشتاین» از هیگز، به نام حالت هیگز، همچنین می تواند با ویژگی هایی ظاهر شود که در پسرعموی کمتر تکه تکه آن دیده نمی شود، مانند درجه محدودی از حرکت زاویه ای (یا چرخش).

 

یک چرخش ۱ یا حالت هیگز محوری نه تنها کار مشابه هیگز را انجام می دهد بوزون تحت شرایط بسیار خاص، (و شبه ذرات مانند آن) می تواند زمینه های جالبی برای مطالعه توده سایه ای ماده تاریک فراهم کند.

به عنوان یک شبه ذره، حالت هیگز محوری را فقط می توان در حال ظهور از ماده تاریک مشاهده کرد. رفتارهای جمعی یک جمعیت شناسایی آن مستلزم دانستن امضای آن در میان امواج کوانتومی و سپس داشتن راهی برای خارج کردن آن از هرج و مرج است.

با ارسال پرتوهای نور کاملاً منسجم از دو لیزر از طریق چنین موادی و سپس تماشای خبرها. برچ و تیمش پژواک حالت هیگز محوری را در لایه‌های تری‌تلورید خاکی کمیاب کشف کردند.

“برخلاف شرایط شدید که معمولاً برای مشاهده ذرات جدید لازم است، این کار در دمای اتاق انجام می‌شود. می‌گوید برچ، در یک آزمایش بالای جدولی که در آن فقط با تغییر قطبش نور به کنترل کوانتومی حالت دست می‌یابیم. .

این امکان وجود دارد که تعداد زیادی ذرات دیگر از این دست از درهم تنیدگی اجزای بدن که مواد کوانتومی عجیب و غریب را می‌سازند، ظاهر شوند. داشتن ابزاری برای مشاهده آسان سایه آنها در پرتو لیزر می‌تواند طیف وسیعی از فیزیک جدید را آشکار کند.

این تحقیق در طبیعت.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.