В атмосфере Земли обнаружен естественный адронный коллайдер
Ученые из лаборатории лондонского Университетского колледжа обнаружили, что в верхних слоях атмосферы Земли постоянно образуются бозоны Хиггса — частицы, которые были открыты экспериментально лишь в 2012 году на Большом адронном коллайдере.
Источником бозонов Хиггса в атмосфере Земли являются космические лучи — элементарные частицы и ядра атомов, которые движутся с высокими энергиями в космическом пространстве и ударяются в верхние слои атмосферы. Когда они попадают по местным атомам, то они разбивают их ядра, отчего на нашу планету льется "дождь" адронов — элементарных частиц из кварков и глюонов. Именно при столкновениях и слияниях этих самых кварков и глюонов и образуются бозоны Хиггса.
Адроны продолжают "крушить" атомы, из-за чего увеличивается количество элементарных частиц. Но среднее количество энергии на одну частицу при этом процессе значительно уменьшается, и, в конечном счете, поток иссякает. При этом в земную атмосферу выделяется даже больше энергии, чем в самых мощных адронных коллайдерах.
Однако осуществлять поиски бозона Хиггса данным методом фактически невозможно. Физики из Германии выяснили, бозон Хиггса возникает в атмосфере примерно один раз в восемь секунд, что является довольно малым промежутком времени.
Бозон Хиггса отвечает за генерацию массы в электрослабом секторе Стандартной модели (СМ) частиц, в сильном она приобретается главным образом за счет известного соотношения Эйнштейна, связывающего массу и энергию частицы. СМ физики частиц в настоящее время включает в себя около 20 свободных параметров (например, масс фундаментальных частиц). На сегодняшний день она является наиболее экономным способом непротиворечивого объяснения известных наблюдательных фактов микромира.
В 2012 году коллаборации ATLAS и CMS сообщили об открытии на Большом адронном коллайдере в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРНе) бозона Хиггса. Расположенная в ЦЕРНе на границе Франции и Швейцарии крупнейшая в мире ускорительная установка была перезапущена в 2015 году.
