kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Znanost
  • /
  • Nova teorija multiuniverzuma mogla bi objasniti neobičnu značajku Higgsovog bozona
Znanost

Nova teorija multiuniverzuma mogla bi objasniti neobičnu značajku Higgsovog bozona

Higgsov bozon. Izvor: Wikimedia Commons.
objavljeno

Masa Higgsovog bozona

Kada su istraživači na Velikom hadronskom sudaraču otkrili Higgsov bozon 2012. godine, to je bilo veliko postignuće za fiziku čestica. Riješen je iznimno težak problem, a pritom se potvrdio Standardni model fizike čestica.

Međutim, kao što to često biva s novim otkrićima, pojavile su se nove zagonetke. Za Higgsov bozon jedna od tih zagonetki bila je njegova masa. Prema predviđanjima, čestica bi trebala biti oko tri puta teža od 125 gigaelektronvolta koliko zapravo jest.

Nitko nije siguran zašto je tomu tako, ali novi rad ponudio je fascinantno rješenje. Prema fizičarima Raffaeleu Titu D’Agnolu sa Sveučilišta Paris-Saclay u Francuskoj i Daniele Teresi iz CERN-a, problem se može riješiti ako se u vrijeme Velikog praska svemir sastojao od mnogo svemira – tkz. multiverzum.

Ne samo da proračuni rješavaju problem mase Higgsovog bozona, oni također rješavaju naizgled nepovezan problem u Standardnom modelu tj. očuvanje simetrije u jakoj nuklearnoj sili koja veže elementarne čestice koje pak prožimaju svu normalnu materiju.

Multiuniverzum

Novi model gleda na svemir kao mnoštvo svemira. Svaki svemir u multiverzumu ima različitu masu za Higgsov bozon – neki prilično tešku, a neki izuzetno laganu. Fizičari su također izračunali kako bi se takvi svemiri mogli razvijati tijekom vremena. Otkrili su da su svemiri s težim Higgsovim bozonima postali nestabilni i vrlo brzo kolabirali u ‘velikom suužavanju’ (eng. ‘The big crunch’), u samo djeliću sekunde.

Preživjeli su svemiri s lakšim Higgsovim bozonima. Prema ovom scenariju, naš Svemir se pojavio kao možda jedini preživjeli multiverzum s vrlo laganim Higgsovim bozonom.

Jaka nuklearna sila

U ovom modelu javila se još jedna zanimljivost. Jaka sila je jedna od temeljnih sila svemira. Ona zajedno veže temeljne čestice poput kvarkova u protone i neutrone, a zatim veže te protone i neutrone u atomske jezgre.

Teorija koja opisuje jaku silu naziva se kvantna kromodinamika. U većini modela kvantne kromodinamike, jake atomske sile ne moraju biti u skladu s nečim što se zove simetrija pariteta naboja; ipak iz nekog razloga ona to jest. Ovo je poznato kao jak problem simetrije pariteta naboja.

D’Agnolo i Teresi otkrili su da simetrične interakcije također doprinose sprječavanju ‘velikog suužavanja’. Dakle, kombinacija laganog Higgsovog bozona i dane simetrije u jakoj sili mogla je pridonijeti dugoročnom opstanku našeg svemira kada su drugi već nestali.

Veliki hadronski sudarač bit će ponovno pokrenut kasnije ove godine

Radi se o teoriji i ovo je samo jedno od mnogih mogućih objašnjenja za masu Higgsovog bozona. No time se otvaraju vrata za rješavanje nekih drugih misterija našeg svemira.

“Naš model se ističe jer je jednostavan i generičan te rješava dvije naizgled nepovezane zagonetke odjednom”, izjavila je Teresi. Ispitivanje Higgsovog bozona nije lak zadatak jer je njegov životni vijek 10 na -24 sekunde prije nego što se raspadne na manje čestice. Fizičari nastoje razumjeti Higgsov bozon proučavajući ove manje čestice, ali radi se o prilično nezahvalnom zadatku.

Budući eksperimenti trebali bi omogućiti testiranje teorije jer je njihov rad također predvidio postojanje nove čestice. Veliki hadronski sudarač trebao bi se ponovno pokrenuti kasnije ove godine, nakon što je početkom 2019. zatvoren zbog nadogradnje. Bit će fascinantno vidjeti što će polučiti novi eksperimenti.

Materija i antimaterija jednako reagiraju na gravitaciju?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Starr M. (4. veljače 2022.), Mind-Bending New Multiverse Scenario Could Explain a Strange Higgs Boson Feature, Sciencealert.com (pristup 7. veljače 2022.)

Sliding Naturalness: New Solution to the Strong-CP and Electroweak-Hierarchy Problems, Raffaele Tito D’Agnolo and Daniele Teresi, Phys. Rev. Lett. 128, 021803 – Published 12 January 2022

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.