O kas, jei atrastoji dalelė visai nėra Higgso bozonas?

Bet tai toli gražu nebūtų bloga naujiena – netgi priešingai, rašo lifeslittlemysteries.com. Didelės energijos fizikos specialistas Harvey Newmanas iš Kalifornijos technologijų instituto (JAV), taip pat priklausęs ir eksperimento CMS (kuriuo, kartu su eksperimentu ATLAS, buvo aptikta naujoji dalelė) vykdytojų grupei, sakė, kad kažkokia dalelė, kuri būtų labiau egzotiška nei Higgso bozonas, iš tikrųjų būtų „vienas iš šauniausių dalykų, koks tik gali nutikti". Ir štai dėl ko.

Buvo prognozuojama, kad egzistuoja Higgso laukas ir su juo susiję Higgso bozonai – ir tai buvo paprasčiausias paaiškinimas dėl ko visos elementariosios dalelės Visatoje turi masę. Trumpai tariant, Higgso laukas – tai kosmoso dydžio plaukimo baseinas, kuriame plūduriuoja absoliučiai viskas. Dalelės, kurios su Higgso lauku sąveikauja stipriai, yra palyginamos su „stambaus kūno sudėjimo vyriškiu, bandančiu plaukti su rūbais“, – teigė Kalifornijos universiteto Davise (JAV) fizikas Johnas Gunionas. Pasak jo, tokios dalelės yra sunkesnės nei kitos dalelės, kurios per baseiną sugeba plaukioti tarsi „olimpinis plaukimo čempionas su specialiu kostiumu“.

Vieno Higgso plaukimo baseino (ir vieno atitinkamo Higgso bozono – palyginamo su purslu baseine) pakanka, kad visoms Standartinio modelio aprašytoms dalelėms būtų suteikta masė. Standartinis modelis – teorija, aprašanti žinomas elementariąsias daleles ir jėgas, kuriomis šios sąveikauja. Tačiau Standartinis modelis nėra visavertis.

„Jis paprastas ir galingas, bet mes žinome, kad jis negali paaiškinti visko“, – teigė H. Newmanas. Tikėjimas Standartiniu modeliu „būtų tarsi tikėjimas Niutono dėsniais“. Šio mokslininko sukurti dėsniai numato, kad erdvė ir laikas yra atskiri bei nekintami dalykai. Ir jie puikiai tinka kai norima aprašyti lėtų nedidelės masės objektų judėjimą, tačiau pabandžius priartėti prie šviesos greičio ar juodųjų skylių, iškreipiančių erdvę bei laiką, tokie dėsniai griūva tarsi kortų namelis. „Niutono dėsniai yra nuostabiai paprasti ir aprašo tiek daug visko, tačiau žinome, kad tai nėra fundamentali teorija, o tik fundamentalesnės teorijos mažos energijos riba“ – šiuo atveju kalbant apie A. Einšteino reliatyvumo teoriją, kuri, panašu, visai tiksliai aprašo erdvėlaikį. „Tas pats yra ir dabar. Žinome, kad turi būti už Standartinį modelį fundamentalesnė teorija“.

Pasak H. Newmano, Standartinis modelis nėra pabaigtas, nes jis nevertina tokių dalelių, kurios sudaro 84 proc. visos Visatos masės: nematomos medžiagos, vadinamos tamsiąja materija. Jame taip pat neaprašoma gravitacija. Be to, standartinis modelis materiją ir jai priešingą antimateriją vertina kaip simetriškas, todėl nepaaiškinama dėl ko Visatoje materijos yra nepalyginamai daugiau nei antimaterijos. Ir galų gale, bandant Standartinį modelį taikyti aukštesnės energijos sąlygoms – pavyzdžiui, tokioms, kurios egzistavo pirmosiomis Visatos akimirkomis, „teorija iš esmės sugriūva“, – aiškino H. Newmanas.

Dabar populiariausia teorija, patalpinanti Standartinį modelį į galingesnį, daugiau visa ko aprėpiantį mūsų aplinkos aprašymą, yra vadinama supersimetrija (SUSY). Kaip nurodo SUSY (beje, tai – stygų teorijos dalis), visos žinomos dalelės turi kur kas sunkesnių supersimetrijos partnerių, kurias būtų galima pavadinti sdalelėmis arba spartneriais. SUSY ne tik numato tamsiosios materijos egzistavimą, bet ir paaiškina dalelių sąveikas labai aukštos energijos sąlygomis – kaip buvo tučtuojau po Didžiojo sprogimo akimirkos. Be to, SUSY gali paaiškinti ir materijos dominavimą lyginant su antimaterija: tam reikia bent penkių persidengiančių plaukimo baseinų, užpildančių visą Visatą ir galinčių pasižymėti „įgimta“ asimetrija (tarsi gigantiškas prieš laikrodžio rodyklę besisukantis vandens sūkurys), suteikiančia galimybe atsirasti materijos pertekliui. Šie penki baseinai yra Higgso laukai, su savu Higgso bozonu kiekviename.

LHC greitintuve sugeneravus daleles, pasižyminčias į Higgso bozoną panašiomis savybėmis, natūralu tikėtis, kad kiekvienas toks Higgso bozonas skiltu į unikalų lengvesnių dalelių rinkinį. Panašu, kad LHC greitintuve atrasta dalelė skilo ne taip, kaip būtų galima tikėtis iš teoriškai aprašyto Higgso bozono, teigia fizikai – nors prieš skelbiant kokias nors pagrįstas išvadas reikia atlikti daugiau tyrimų. Tačiau jei aptiktoji dalelė iš tiesų yra egzotiškesnis Higgso bozonas, galbūt tai yra SUSY Higgso bozonas ar bent jau ne Standartinio modelio Higgso bozonas. Ir tai būtų pirmas fizikos atradimas peržengus Standartinio modelio ribas.

„Higgso sektoriaus dalelė, kuri būtų ne pats paprasčiausias Higgso bozonas, būtų pirmas ženklas, kad taip, iš tiesų egzistuoja nauja fizika. Ir tai suteiktų milžinišką pagreitį visai tyrinėjimų sričiai“, sakė J. Gunuinas, sektoriumi pavadinęs grupę visų galimų Higgso bozono variantų.

H. Newmanas jam antrino: „Kaip bebūtų, prieš mūsų akis atsiveria neįtikėtinas vaizdas“.