Des physiciens d'Afrique du Sud ont détecté les signes du lourd boson de Madal, qui interagit avec la matière ordinaire et sombre

Signes de bosons lourds pesant environ 270 et 750 GeV selon les résultats du traitement des données expérimentales d'ATLAS et du CERN. Illustration tirée du rapport annuel du groupe sud - africain au CERN pour 2015-2016, (p. 22)

Deux expériences distinctes détecteur ATLAS et Compact Muon Solenoid (CMS) dans le Grand collisionneur de hadrons du CERN donne lieu de supposer l'existence d' une nouvelle masse de particules élémentaires d'environ 270 GeV . Selon les calculs des physiciens théoriciens de la République d'Afrique du Sud, de l'Inde et de la Suède, pour le nouveau boson, l'écart-type de l'attente mathématique en valeur absolue ne dépasse pas trois sigma, c'est-à-dire la probabilité que la prochaine valeur réelle tombe dans l'intervalle de confiance est de 99,7%.


Visualisation d'une expérience réelle sur la collision de deux protons et de deux muons de haute énergie dans un solénoïde compact à muons. Illustration: Taylor L / McCauley T / CERN Il

est proposé d'appeler une nouvelle particule élémentaire le boson de Madala: «madala» est traduit du zoulou par «ancien».

Si son existence se confirme, cette particule nous rapprochera de la solution d'un des plus grands mystères de l'Univers: la matière noire. Madala pourrait devenir la première particule connue capable d'interagir avec la matière noire.


Identification du boson de Higgs à partir des données obtenues du détecteur ATLAS. Illustration de l'article scientifique " Recherche de la production de paires de bosons de Higgs dans l'état final bb¯bb¯ à partir de collisions pp à √s = 8 TeV avec le détecteur ATLAS"/ ATLAS Collaboration

Madala est très différent du boson de Higgs, ouvert sur le même LHC en 2012. Le Madala est plus lourd, quand il se désintègre, le boson de Higgs est formé. Mais le plus important, Madala, en théorie, interagit avec la matière noire.

" Madala est importante pour notre la compréhension de l'Univers, grâce à lui, nous pouvons entrer en contact avec la matière noire ", explique le professeur Bruce Mellado de l'École de physique de l'Université de Witwatersrand (Afrique du Sud), un des principaux auteurs de travaux scientifiques." Jusqu'à présent, nous n'avons pas eu un objet capable de tels. C'est peut-être la première installation de ce type. »

Comment les scientifiques ont-ils conclu que Madala communique avec la matière noire? Très simple. Puisque la matière noire est synonyme de «quelque chose d'incompréhensible», l'énergie incompréhensible du boson ne peut s'expliquer que par le contact avec la matière noire. C'est une explication grossière mais très logique.

«Quelque chose d'incompréhensible» (un type de matière indéfinie, c'est-à-dire de la matière noire non baryonique) représente environ 26,8% de la masse estimée de l'Univers . Il ne participe pas aux interactions fortes et électromagnétiques, mais n'est observé que dans les effets gravitationnels. Bien que personne ne sache ce que c'est, il doit exister pour se conformer aux lois physiques dans leur version moderne. Et ce «quelque chose» est très grand: à titre de comparaison, la matière baryonique ordinaire ne représente que 4,9% de la masse de l'Univers .


ATLAS. : Claudia Marcelloni / CERN

Pour tester la théorie du boson de Madala, les participants aux collaborations ATLAS et CMS viennent de mettre à disposition les résultats de ces expériences dans lesquelles des scientifiques africains ont confirmé les signes d'une nouvelle particule élémentaire avec une erreur de trois sigma. Ces expériences ont été menées en 2015 et 2016 pour confirmer les schémas (hypothèse Madala) retrouvés dans les données expérimentales Run I, c'est-à-dire avant la fermeture du LHC pendant deux ans et demi fin 2012. De nouvelles données expérimentales ont confirmé l'hypothèse de Madal avec une grande fiabilité. Le projet Madala est géré par le High Energy Physics Group (HEP) depuis 35 ans auprès de 35 jeunes étudiants et chercheurs d'Afrique du Sud et d'autres pays africains, assistés de physiciens de l'Université de Witwatersrand, ainsi que de collègues d'Inde et de Suède.

La publication de nouvelles données expérimentales d'ATLAS et de CMS a eu lieu dans le cadre de la 38e conférence internationale sur la physique des hautes énergies ICHEP2016 , qui se tient à Chicago du 3 au 10 août 2016.

Le professeur Mellado dit que la matière noire est la nouvelle frontière de la physique moderne. Les scientifiques du monde entier sont en compétition pour savoir qui c'est avant. La Chine et le Japon ont annoncé leur intention de construire leurs propres collisionneurs, ce qui aidera à déterminer l'essence de la matière noire et de l'énergie noire.

Le boson Madala aidera à compléter ou remplacer le modèle standard- Une construction théorique en physique des particules élémentaires qui décrit les interactions électromagnétiques, faibles et fortes de toutes les particules élémentaires. La découverte du boson de Higgs a aidé à combler l'écart dans le modèle standard, mais il n'est toujours pas en mesure d'expliquer un certain nombre d'autres phénomènes, y compris l'existence de la matière noire et de la gravité.

«La physique moderne est à la croisée des chemins. La situation est similaire à celle d'Einstein et des pères de la mécanique quantique, explique Bruce Mellado. - La physique classique n'a pas pu expliquer un certain nombre de phénomènes. En conséquence, de nouveaux concepts révolutionnaires étaient nécessaires, tels que la relativité et la physique quantique, qui ont conduit à la formation de la physique moderne, telle que nous la connaissons. »

La découverte de Madala et d'autres bosons W lourds sera la preuve de l'existence de forces et de particules qui n'étaient pas connues auparavant. La confirmation de ces découvertes deviendra la base de la formulation de nouvelles théories physiques fondamentales.

Il convient de noter qu'à la mi-2015, des physiciens de l'Académie hongroise des sciences ont également annoncé la découverte d'un autre nouveau boson pesant 17 MeV (32,7 fois plus lourd qu'un électron), selon les résultats des expériences du LHC, et la découverte possible de la cinquième interaction fondamentale. Théoriquement, ce boson peut également interagir avec la matière noire. La découverte de scientifiques hongrois est passée inaperçue jusqu'en 2016, lorsque ces calculs ont été confirmés par des physiciens théoriciens de l'Université de Californie à Irvine .

Rapport annuel du Groupe sud-africain du CERN 2015-2016 Pour plus d'informations sur les nouveaux bosons lourds, voir pages 22-23

Source: https://habr.com/ru/post/fr397279/