Американские физики из Бостонского колледжа обнаружили новую частицу — аксиальную моду Хиггса. Что удивительно, для этого открытия не требовалось сложного и высокотехнологичного оборудования. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Около 10 лет назад в результате исследований на Большом адронном коллайдере был впервые обнаружен бозон Хиггса. С этой элементарной частицей связано понимание массы. Теоретики предсказывали существование и других элементарных частиц, например аксиальной моды Хиггса, которая, в отличие от бозона, имеет магнитный момент. Считается, что эта частица как-то связана с темной материей.
Свое открытие ученые сделали при исследовании образца трителлурида редкоземельного металла, RTe3. Это квантовый материал, который можно изучать при комнатной температуре. Во время эксперимента физики прибегли к лазерному светорассеянию и квантовой стимуляции, чтобы создать необходимые условия для получения элементарных частиц. В таких условиях в материале сформировалась волна зарядовой плотности, которая как раз и может быть связана с бозоном Хиггса и его дополнительными компонентами, например аксиальной модой, обладающей угловым моментом импульса. При облучении материала лазером тот менял цвет и поляризацию, что связано с образованием симметричных компонентов бозона Хиггса.
Ученых удивило то, что для обнаружения новой частицы не требовалось высокотехнологичного оборудования. Напротив, большая часть экспериментов проводилась обычными студентами в стандартных условиях. Исследователи полагают, что использованные ими экспериментальные методы могут применяться и в других областях науки.
«Обнаружение аксиальной моды Хиггса было предсказано в физике высоких энергий для объяснения темной материи. Однако эту частицу никогда не наблюдали. То, что ее можно заметить в конденсированном материале, весьма удивительно. Это исследование показало открытие нового состояния искаженной симметрии, которое не было предсказано. Несмотря на то что обычно для получения новых элементарных частиц требуются экстремальные условия, наш эксперимент проводился при комнатной температуре. Опыт также помог получить квантовый контроль над модой, для чего потребовалось лишь регулировать поляризацию света», — прокомментировал Кеннет Берч, соавтор работы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
