Физики усмотрели след бозона Хиггса в сгустках темной материи

Компьютерная модель обсерватории "Ферми", которая сможет обнаружить "нужные" фотоны. Изображение NASA

Физики предложили новый способ поиска бозона Хиггса - гипотетической частицы, ответственной за наличие массы у других частиц. Ученые считают, что следы образования этой частицы можно обнаружить при анализе столкновения частиц темной материи. Статья исследователей пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт можно найти на сайте arXiv.org. Коротко о работе пишет New Scientist.

Существование бозона Хиггса было предсказано в рамках Стандартной Модели - на сегодняшний день наиболее общепринятой гипотезы, объясняющей устройство Вселенной. Поиск этой частицы является одной из целей экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК). Это самый мощный на планете ускоритель элементарных частиц. Расчеты показывают, что на максимально возможной на БАК энергии столкновений пучков частиц - 14 тераэлектронвольт - возможно рождение бозона Хиггса. Однако из-за серьезной аварии, на устранение последствий которой инженерам потребовалось больше года, необходимая энергия столкновения будет достигнута на БАК еще не скоро.

Авторы новой работы работали с моделью Вселенной, получившей название модели Рандалл-Сандрама (Randall-Sundrum) по имени ее авторов. Модель предполагает, что пространство-время имеет пять измерений - четыре пространственных и одно временное. При этом одно из пространственных измерений искривлено, но масштаб искривлений настолько мал, что детектировать их невозможно. Гравитация "просачивается" сквозь это пятое измерение, и именно поэтому гравитационные взаимодействия намного слабее других фундаментальных взаимодействий, действующих в природе.

Подобная модель также описывает свойства частиц темной материи - пока не обнаруженной субстанции, участвующей в гравитационном, но не участвующей в электромагнитном взаимодействии. Предполагается, что некоторые частицы темной материи при столкновении друг с другом аннигилируют, порождая при этом либо высокоэнергетические фотоны, либо один фотон и бозон Хиггса. Ученые предлагают искать в космосе фотоны определенной энергии - той, которая должна быть при рождении фотона и бозона Хиггса.

Обнаружить подобные фотоны могут несколько работающих в настоящее время телескопов. В первую очередь, это орбитальная обсерватория "Ферми", запущенная 11 июля 2008 года. По прикидкам исследователей, теоретически, "Ферми" может найти "нужные" фотоны в течение года. Кроме того, загадочную частицу могут обнаружить наземные телескопы VERITAS или HESS.

Несмотря на то, что бозон Хиггса пока не обнаружен, ученые смогли получить о нем немало информации. В марте 2009 года группа физиков установила самое точное на сегодняшний день значение его массы.