Tumšās vielas avota meklēšana ir viena no galvenajām mūsdienu astronomijas jomām, un Higgs bosons var būt galvenais.
Higgs bosona atklāšanas apstiprinājums mums atnāca 2012. gadā pēc desmitiem gadu ilgas meklēšanas. Higga bosons, kas teorētiski tika prognozēts 1960. gados un eksperimentāli apstiprināts Lielajā Hadronu sadursmē pie Ženēvas, Šveice, beidzot noveda pie Nobela prēmijas fizikā piešķiršanas Pēterim Higgam un François Engler.
Kā jau zināms, Higgsa daļiņa veicina Higgsa lauku, kas piešķir masu visam jautājumam. Higga bosona atklāšana Lielajā Hadronu kolektorā kļuva par standarta fizikas modeļa „trūkstošo elementu”. Standarta modelis nosaka mūsu izpratni par kvantu pasauli. Tāda veida recepte, kas ļauj mums saprast, kā subatomiskās daļiņas un spēki mijiedarbojas nelielā mērogā.
Tomēr, lai gan standarta modelis darbojas lielākajā daļā mūsu uzdevumu, tas nav visaptverošs modelis. Jo īpaši standarta modelis neietver smagumu - acīmredzami ļoti svarīga izlaidums. Turklāt standarta modelis neparedz noslēpumainā tumšā materiāla avotu - faktu, kas šodien kļūst arvien vairāk strīdīgs. Kosmoloģiskie pētījumi paredz, ka 84, 5 procenti no Visuma sastāv no tumšām vielām, kam var būt gravitācijas spēks un kas nesaskaras ar elektromagnētisko spēku. Šāda veida materiālus, kas pazīstami kā ne-baryoniskie materiāli, nevar redzēt, bet tā ietekme kļūst acīmredzama, piemēram, novērojot gravitācijas efektus galaktiku grupās. Mēs varam būt pārliecināti par to, bet mēs vienkārši nevaram to redzēt un tādēļ nevaram pilnībā izprast tās būtību.
Ir daudzas teorijas, kas liecina par dažādiem eksotiskiem tumšās vielas avotiem, bet jaunu modeli, ko izvirzīja zinātnieku grupa, kuru vadīja daļiņu teorētiķis Kristofers Petersons no Chalmers Tehnoloģiju universitātes Zviedrijā, pārbaudīs, kad Lielais Hadronu Collider atsāks šo pavasari.
Petersons norāda, ka Higga bosons var sabrukt. Šo sabrukumu nosaka supersimetrija. Supersimetrija paredz, ka ir vairāk masveida "zināmo daļiņu" superpartneru, kas pastāv ārpus standarta modeļa. Lai gan jau bija padomi par šīm supersimetriskajām daļiņām, galīgos novērojumus bija ļoti grūti izsekot. Lielā Hadron Collider detektori tieši neredzēja Higgsa bosonu, kad tas tika atklāts. Neskaitāmiem miljardiem daļiņu sadursmju ATLAS un CMS detektori lēnām radīja daļiņu attēlu pēc sadursmēm, kas izspiež enerģiju, ko rada protonu sadursmes, kas rotē pretējos virzienos. No šīs daļiņu sadursmes enerģijas parādījās Higga bosoni, kas ātri izzūd citās daļiņās, kuras detektori varēja izmērīt, piemēram, muonus (lielāks elektrona brālēns). Šie Higga bosona „pirkstu nospiedumi” kļuva par pierādījumu tam, ka pastāv Higga bosoni.
Tagad Petersona komanda ir ierosinājusi, ka, ja supersimetrija ir reāla, tad Higgsa bosonam var būt atšķirīgs sabrukšanas režīms, kas bojājas fotonos un tumšās vielas daļiņās.
„Tas ir sapnis par teorētisku fiziķi daļiņu fizikā. LHC ir vienīgā vieta, kur var pārbaudīt modeli,” sacīja Petersons.
