Физики возродили самую первую силу природы

• 9.07.2024, 13:23

Она управляла Вселенной в самом начале.

В самом начале существования Вселенной, когда она была очень горячей электромагнитное и слабое взаимодействие на самом деле представляли собой одну и ту же силу природы: электрослабое взаимодействие. Физики с помощью экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) смогли точно измерить угол смешивания электрослабого взаимодействия. Этот параметр помогает понять, как самые главные силы природы, так и то, как механизм Хиггса разграничивает массу между элементарными частицами, пишет Popular Mechanics (перевод — «Фокус»).

Сейчас Вселенной управляют 4 фундаментальные силы природы: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействие. Но в первые триллионные доли секунды после Большого взрыва электромагнитное и слабое взаимодействие были единим целым и представляли собой силу под названием электрослабое взаимодействие.

Она существовала еще до того, как механизм Хиггса разделил эти две силы и наделил массой Z- и W-бозоны. Эти бозоны являются носителями слабого взаимодействия, ответственного за радиоактивный распад. Электрослабое взаимодействие существовало только при температурах, которые были близки к 1 800 000 000 000 000 градусов Цельсия и сейчас эта сила не наблюдается.

Но именно в таком ускорителе частиц, как БАК, физики могут могут воссоздать условия ранней Вселенной и наблюдать за действием электрослабого взаимодействия, сталкивая протоны вместе.

В течение последнего десятилетия физики медленно раскрывали секреты электрослабого взаимодействия, и теперь они получили самое точное значение того, что известно, как угол смешивания электрослабого взаимодействия. Этот параметр определяет относительную силу слабых и электромагнитных взаимодействий, а также то, как они возникают из механизма Хиггса, который придает массу фундаментальным частицам.

По словам ученых, новые измерения, полученные во время столкновений протонов, когда Z-бозон распадался на лептоны (например, электроны или мюоны), укрепляют понимание физики элементарных частиц. Таким образом ученые открыли новую эру точных проверок предсказаний Стандартной модели физики элементарных частиц.

Физики из ЦЕРН сообщили, что измерения начались тогда, когда энергия столкновений протонов составляла 13 ТэВ. Затем ученые подсчитали, сколько раз мюон или электрон с отрицательным зарядом двинулся вперед или назад относительно направления дилептона. На основе полученных данных был получен максимально точный параметр угла смешивания электрослабого взаимодействия.

Сейчас во всем мире планируется построить новые более мощные ускорители частиц, которые смогут создавать бозоны Хиггса на еще более высоких скоростях столкновений. Это должно помочь еще лучше разобраться с физикой нашей Вселенной и возможно будущие достижения приведут к появлению давно прогнозируемой Теории Великого объединения. Эта теория предполагает, что сильное, слабое и электромагнитное взаимодействие существуют в виде одной силы природы, но этого никогда не наблюдали.