Si bien el descubrimiento de partículas elementales requiere el enorme poder de aceleración de partículas del Bolshoi
¿Qué es el bosón axial de Higgs?
El bosón de Higgs axial es diferente del habitual.Bosón de Higgs, que fue descubierto por los detectores ATLAS y CMS del LHC hace 10 años, en 2012. Tiene un momento magnético, fuerza magnética u orientación que crea un campo magnético. Por tanto, se requiere una teoría más compleja para describirlo que su primo no magnético.
A pesar de que ambas partículas se consideranparientes, su naturaleza es diferente entre sí. Si bien el bosón de Higgs es responsable de dar masa a otras partículas, su primo magnético puede considerarse un candidato a la materia oscura. Recordemos que representa el 85% de la masa total del Universo, pero se manifiesta únicamente a través de la gravedad.
¿Cómo aparecieron los diferentes bosones?
En el modelo estándar de física, las partículas provienen devarios campos que impregnan el universo, y algunos de estos forman sus fuerzas fundamentales. Por ejemplo, los fotones median el electromagnetismo y las partículas masivas conocidas como bosones W y Z median la fuerza nuclear débil que gobierna la descomposición nuclear a nivel subatómico. Sin embargo, cuando el universo era joven, el electromagnetismo y la fuerza débil eran uno, y todas estas partículas eran casi idénticas. A medida que se enfriaba, la fuerza electrodébil se dividió, lo que provocó que los bosones W y Z ganaran masa y se comportaran de manera bastante diferente a los fotones. Los físicos han llamado a este proceso ruptura de simetría. Pero, ¿cómo exactamente se volvieron tan pesadas estas partículas intermedias débiles?
Resulta que estas partículas estaban interactuando con un campo separado conocido como campo de Higgs. Las perturbaciones en este campo dieron origen al bosón de Higgs y dieron peso a los bosones W y Z.
El bosón de Higgs se forma en la naturaleza siempre quecuando esta simetría se rompe. "Sin embargo, por lo general, solo se rompe una simetría a la vez, por lo que el bosón de Higgs se describe simplemente por su energía", dijo Birch.
La teoría del bosón de Higgs axial es más compleja.En el caso del bosón axial de Higgs, se rompen varias simetrías, lo que lleva a una nueva forma de teoría y al régimen de Higgs: fluctuaciones especiales en un campo cuántico similar al campo de Higgs. Para describirlo, se requieren muchos parámetros, en particular la energía y el momento magnético.
¿Cómo se encontró el nuevo bosón?
El bosón de Higgs original no está directamente relacionado conluz, lo que significa que apareció como resultado de colisiones con otras partículas. El bosón axial, por otro lado, surgió cuando los materiales cuánticos a temperatura ambiente imitaron un conjunto específico de vibraciones llamado modo de Higgs axial. Luego, los investigadores utilizaron la dispersión de la luz para observar la partícula.
Cabe destacar que los científicos han descubierto un bosón axialHiggs usando un experimento óptico de mesa, que se lleva a cabo en una mesa de aproximadamente 1x1 metro de tamaño. Utilizaron el tritelururo de tierras raras (RTe₃). Es un material cuántico con una estructura cristalina bidimensional. Los electrones en RTe₃ se autoorganizan en una onda en la que la densidad de carga aumenta o disminuye periódicamente. El tamaño de estas ondas de densidad de carga, que se producen por encima de la temperatura ambiente, se puede modular con el tiempo, creando un modo de Higgs axial.
Según los científicos, surgió el bosón axial de Higgs,cuando se simuló un determinado conjunto de ondas en una sustancia cuántica a temperatura ambiente. Luego, los científicos utilizaron la dispersión de luz para observar esta partícula.
Al principio, los físicos simplemente investigabanLas propiedades de dispersión de la luz del triteluro de tierras raras y del bosón axial de Higgs fueron descubiertas por casualidad, afirman los científicos en un artículo para la revista Nature. Sin embargo, luego descubrieron cambios anómalos que insinuaban la existencia de algo nuevo.
¿A qué conducirá el nuevo experimento?
Los físicos ya han predicho que tal relaciónEl bosón de Higgs puede existir, pero ha sido descubierto por primera vez. Los resultados del experimento muestran que su apariencia es consistente con la física moderna de partículas elementales. En este caso, una nueva partícula podría explicar potencialmente la existencia de materia oscura. Sin embargo, esto requiere una nueva teoría que sería consistente con los experimentos de partículas existentes. Potencialmente, el descubrimiento de los científicos del Boston College cambiará la ciencia que conocemos.
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