Магнітний родич бозона Гіггса може пояснити темну матерію

Отримавши назву аксіального бозона Гіггза, ця частинка була знайдена за допомогою експерименту, який помістився б на маленькій кухонній стільниці.

Крім того, що вона є першою в своєму роді, ця магнітна “кузина” бозона Гіггза (поле Гіггза відповідає за масу частинок) може бути кандидатом в частинки темної матерії, яка становить 26% від загальної маси Всесвіту, але проявляється тільки через гравітацію.

У стандартній моделі різні частинки є носіями різних полів. Наприклад, фотони утворюють електромагнітне випромінювання, а W – і Z-бозони, відповідають за слабку взаємодію, яка управляє розпадом на субатомних рівнях.

Однак, коли Всесвіт був молодим і гарячим, електромагнетизм і слабка взаємодія були одним полем. У міру охолодження Всесвіту електрослабка сила “розпалася”, W-бозон і Z-бозон стали поводитися інакше ніж фотони: це масивні частинки, їх маса в десятки разів більше маси протона, але вони короткоживучі – приблизно 3*10 в мінус 25 ступеня секунди. Чому частинки стали настільки важкими?

Фізики досить давно передбачали частку, яка отримала назву аксіальний бозон Гіггза і навіть використовували його для пояснення темної матерії, але вченим вдалося спостерігати цю частку. Це також перший раз, коли фізики спостерігали стан з кількома порушеними симетріями.

Порушення симетрії відбувається, коли симетрична система, яка здається однаковою у всіх напрямках, стає асиметричною. Той факт, що це подвійне порушення симетрії все ще поєднується з сучасними теоріями фізики, є захоплюючим, тому що це може бути ключем до створення небачених досі частинок, які могли б пояснити темну матерію.

Додавання цього додаткового порушення симетрії через аксіальний бозон Гіггза — один із способів досягти цього. Незважаючи на те, що фізики передбачали, спостереження такого бозона Гіггза стало несподіванкою для команди, і вони витратили рік, намагаючись перевірити свої результати.