Fisikawan dari Afrika Selatan menangkap tanda-tanda bos Madal yang berat, yang berinteraksi dengan materi biasa dan gelap

Tanda-tanda boson berat dengan berat sekitar 270 dan 750 GeV menurut hasil pemrosesan data eksperimental dari ATLAS dan CERN. Ilustrasi dari laporan tahunan dari kelompok Afrika Selatan di CERN untuk 2015-2016, (p. 22)

Dua percobaan yang terpisah detektor ATLAS dan Compact Muon Solenoid (CMS) di Large Hadron Collider di CERN memberikan alasan untuk menganggap keberadaan massa partikel dasar baru dari sekitar 270 GeV . Menurut perhitungan fisikawan teoritis dari Republik Afrika Selatan, India dan Swedia, untuk boson baru, standar deviasi dari ekspektasi matematis dalam nilai absolut tidak melebihi tiga sigma, yaitu. probabilitas nilai aktual berikutnya yang jatuh ke dalam interval kepercayaan adalah 99,7%.


Visualisasi percobaan nyata pada tabrakan dua proton dan dua muon berenergi tinggi dalam solenoid muon kompak. Ilustrasi: Taylor L / McCauley T / CERN Sebuah

partikel elementer baru diusulkan untuk disebut bos Madala: "madala" diterjemahkan dari Zulu sebagai "tua".

Jika keberadaannya dikonfirmasi, partikel ini akan membawa kita lebih dekat ke solusi dari salah satu misteri terbesar Semesta - apa itu materi gelap. Madala dapat menjadi partikel yang diketahui pertama yang mampu berinteraksi dengan materi gelap.


Identifikasi Higgs boson dari data yang diperoleh dari detektor ATLAS. Ilustrasi dari artikel ilmiah " Mencari produksi pasangan boson Higgs di status akhir bbbb¯ dari pp collision at √s = 8 TeV dengan detektor ATLAS"/ Kolaborasi ATLAS

Madala sangat berbeda dari bos Higgs, dibuka pada LHC yang sama pada tahun 2012. Madala lebih berat, ketika meluruh, boson Higgs terbentuk. Tetapi yang terpenting adalah bahwa Madala, secara teori, berinteraksi dengan materi gelap.

" Madala penting bagi kita memahami Semesta, melalui itu kita dapat melakukan kontak dengan materi gelap, " jelas Profesor Bruce Mellado dari Sekolah Fisika di Universitas Witwatersrand (Afrika Selatan), seorang penulis terkemuka karya ilmiah." Sampai sekarang, kita belum memiliki objek yang mampu seperti itu. Ini mungkin fasilitas yang pertama. "

Bagaimana para ilmuwan menyimpulkan bahwa Madala berkomunikasi dengan materi gelap? Sangat sederhana. Karena materi gelap adalah sinonim untuk "sesuatu yang tidak dapat dipahami," energi boson yang tidak dapat dipahami hanya dapat dijelaskan melalui kontak dengan materi gelap. Ini adalah penjelasan yang kasar tetapi sangat logis.

"Sesuatu yang tidak dapat dipahami" (suatu jenis materi yang tidak terbatas, yaitu, materi gelap non-baryon) menyumbang sekitar 26,8% dari perkiraan massa Semesta . Itu tidak berpartisipasi dalam interaksi yang kuat dan elektromagnetik, tetapi hanya diamati dalam efek gravitasi. Meskipun tidak ada yang tahu apa itu, ia harus ada untuk mematuhi hukum fisik dalam versi modern mereka. Dan "sesuatu" ini sangat besar: sebagai perbandingan, materi baryonik hanya mencapai 4,9% dari massa Semesta .


ATLAS. : Claudia Marcelloni / CERN

Untuk menguji teori bos Madala, partisipan dalam kolaborasi ATLAS dan CMS baru saja membuat hasil percobaan di mana para ilmuwan Afrika telah mengkonfirmasi tanda-tanda partikel elementer baru dengan kesalahan tiga sigma. Eksperimen ini dilakukan pada 2015 dan 2016 untuk mengkonfirmasi pola (hipotesis Madal) yang ditemukan dalam data percobaan Run I, yaitu, sebelum LHC ditutup selama dua setengah tahun pada akhir 2012. Data eksperimental baru mengkonfirmasi hipotesis Madal dengan reliabilitas tinggi. Madala telah terlibat dalam Kelompok Fisika Energi Tinggi (HEP) selama 35 tahun dengan 35 siswa muda dan peneliti dari Afrika Selatan dan negara-negara Afrika lainnya, dibantu oleh fisikawan dari Universitas Witwatersrand, serta rekan dari India dan Swedia.

Publikasi data eksperimental baru dari ATLAS dan CMS diadakan sebagai bagian dari konferensi internasional ke-38 tentang fisika energi tinggi ICHEP2016 , yang diadakan di Chicago dari 3 hingga 10 Agustus 2016.

Profesor Mellado mengatakan bahwa materi gelap adalah batas baru fisika modern. Para ilmuwan di seluruh dunia berlomba-lomba dalam siapa yang dapat memahami apa itu sebelumnya. China dan Jepang telah mengumumkan rencana untuk membangun colliders mereka sendiri, yang akan membantu menentukan esensi materi gelap dan energi gelap.

Boson Madala akan membantu menambah atau mengganti Model Standar- Konstruksi teoritis dalam fisika partikel elementer yang menggambarkan interaksi elektromagnetik, lemah, dan kuat dari semua partikel elementer. Penemuan bos Higgs membantu mengisi celah dalam Model Standar, tetapi masih belum dapat menjelaskan sejumlah fenomena lain, termasuk keberadaan materi gelap dan gravitasi.

“Fisika modern ada di persimpangan jalan. Situasinya mirip dengan zaman Einstein dan bapak mekanika kuantum, kata Bruce Mellado. - Fisika klasik tidak dapat menjelaskan sejumlah fenomena. Akibatnya, diperlukan konsep-konsep baru yang revolusioner, seperti relativitas dan fisika kuantum, yang mengarah pada pembentukan fisika modern, seperti yang kita kenal. ”

Penemuan Madala dan bos W-berat lainnya akan menjadi bukti keberadaan kekuatan dan partikel yang sebelumnya tidak diketahui. Konfirmasi penemuan-penemuan ini akan menjadi dasar bagi perumusan teori-teori fisika fundamental baru.

Perlu dicatat bahwa pada pertengahan 2015 fisikawan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Hongaria juga mengumumkan penemuan boson baru lainnya dengan berat 17 MeV (32,7 kali lebih berat dari elektron), menurut hasil percobaan LHC, dan kemungkinan penemuan interaksi fundamental kelima. Secara teoritis, boson ini juga dapat berinteraksi dengan materi gelap. Penemuan ilmuwan Hungaria tidak diketahui sampai 2016, ketika perhitungan ini dikonfirmasi oleh fisikawan teoritis dari University of California di Irvine .

Laporan Tahunan Grup Afrika Selatan CERN 2015-2016 Untuk informasi tentang boson berat baru, lihat halaman 22-23

Source: https://habr.com/ru/post/id397279/