Что узнали о мире учёные, сталкивая частицы в Большом адронном коллайдере?

БАК – крупнейшая экспериментальная установка по разгону частиц, где мечтают поработать все физики мира. Во время запуска в 2008 году он наделал немало шума. Одни предрекали гибель планеты от случайно созданной чёрной дыры, другие надеялись расширить наши представления о мироздании и ускорить развитие технологий.

Что учёные узнали о мире спустя 13 лет работы коллайдера?

1.

Неидеальный мир
Элементарные частицы – это кирпичики, из которых состоит окружающая нас материя. Современное представление о физике микрообъектов называют Стандартной моделью. Это основной научный закон, который описывает строение всего вокруг и правила взаимодействия частиц друг с другом.

Проблема в том, что даже при нынешнем уровне технологий наука пока не может объяснить многие явления, происходящие в далёких уголках Вселенной. Стандартная модель раскрывает лишь небольшую часть физики материального мира.

Загадками для человечества остаются тёмная материя, тёмная энергия, пространственные и временные изменения, многие явления гравитации, отсутствие антивещества во Вселенной и прочие парадоксы.

Физики выдвигают десятки новых моделей, которые должны объединить всю науку в единую теорию. Большой адронный коллайдер, являясь самым большим и мощным ускорителем частиц в мире, должен был подтвердить или опровергнуть эти модели, чтобы приблизить наше понимание Вселенной.

2.

БАК изнутри
Что узнали о мире учёные, сталкивая частицы в Большом адронном коллайдере?

Что в итоге получилось?
Говорить о каких-то грандиозных перевернувших весь мир открытиях пока не приходится, даже спустя 13 лет после запуска БАК. Тем не менее, благодаря устройству границы физики всё-таки расширились, а микромир оброс множеством новых «элементарных жителей».

Чёртова частица
Такое название в кругу ученых получила элементарная частица, открытая в 2012 году. В научной литературе она более известна как бозон Хиггса, так как её существование объясняет теорию взаимодействия частиц, выдвинутую британским физиком Питером Хиггсом ещё в 1964 году.

Теория объясняет, за счёт чего частицы приобретают массу и как могут ей обмениваться. Именно бозон Хиггса отвечает за наличие массы у всего вокруг. Теория существовала на бумаге в долгие десятилетия, и физики десятилетиями пытались найти экспериментальное подтверждение.

3.

Что узнали о мире учёные, сталкивая частицы в Большом адронном коллайдере?
Благодаря этому бозон Хиггса и заслужил название «чёртовой частицы». Его нахождение не только подтвердило Стандартную модель, но и открыло поле для новых исследований в элементарной физике.

Топ-кварк
Ещё один кандидат на самый долгий поиск: теоретически он был открыт в 1994 году, но подтверждён лишь спустя 25 лет.

Кварк – это самая маленькая, фундаментальная единица материи. Топ-кварк – самый тяжелый её представитель. Объект интересен для нарушения электрослабой симметрии частиц и изучения вышеописанного бозона Хиггса.

Пентакварк
Частица, открытая в 2015 году. Была предсказана российскими учеными Дмитрием Дьяконовым, Виктором Петровым и Максимом Поляковым за 20 лет до обнаружения.

4.

Что узнали о мире учёные, сталкивая частицы в Большом адронном коллайдере?
Этот экзотический субатомный объект живёт меньше мгновения, около 10⁻²⁰ секунд. Особенность пентакварка в том, что он состоит из 5 кварков – это не естественно для микромира. Физикам придётся найти ответ, как такая частица может существовать в принципе.

Частицы «Сигма-6097», «Сигма-би-6097-плюс» и другие
Объекты, возникающие в результате столкновения разнообразных частиц друг с другом. Обладают необычными физическими свойствами, но живут недолго и только в пределах коллайдера.

Они настолько мало изучены, что имеют только кодовые названия. Например, «Сигма-6097» – нейтрон, у которого один кварк имеет отрицательный заряд. «Сигма-би-6097-плюс» – протон с положительным зарядом, состоящий из трёх кварков.

13 лет, в масштабах всей истории изучения физики, это лишь мгновение. Поэтому по-настоящему великие открытия еще ждут нас в будущем, и Большой адронный коллайдер поможет совершить их!

Поделиться этим:

Наука и технологии 31 мая, 2021 842 просмотра