Căutarea sursei materiei întunecate este una din zonele-cheie ale astronomiei moderne, iar bosonul Higgs poate fi cheia.
Confirmarea descoperirii bosonului Higgs a venit la noi în 2012, după zeci de ani de căutări. Bozonul Higgs, prezis teoretic în anii 1960, și confirmat experimental la Coordonatorul Large Hadron Collider de lângă Geneva, Elveția, a condus în final la acordarea Premiului Nobel pentru Fizică lui Peter Higgs și François Engler.
După cum deja știm, particula Higgs mediază câmpul Higgs, care dă masa tuturor materiei. Descoperirea bosonului Higgs de la Large Hadron Collider a devenit elementul "lipsă" al modelului standard de fizică. Modelul standard definește înțelegerea noastră a lumii cuantice. Un fel de carte de rețetă care ne permite să înțelegem cum interacționează particulele și forțele subatomice la scară mică.
Cu toate acestea, deși modelul standard funcționează pentru majoritatea sarcinilor noastre, acesta nu este un model cuprinzător. În special, modelul standard nu include gravitatea - evident o omisiune foarte importantă. În plus, modelul standard nu prezice izvorul materiei întunecate misterioase - fapt ce devine din ce în ce mai controversat astăzi. Studiile cosmologice prezic că 84, 5% din Univers constă din materie întunecată, care poate avea forță gravitațională și nu interacționează cu forța electromagnetică. Acest tip de materie, cunoscut sub numele de materie non-baryonic, nu poate fi văzut, dar efectele sale devin evidente, de exemplu, atunci când observăm efectele gravitaționale în grupele de galaxii. Putem fi siguri de acest lucru, dar pur și simplu nu îl putem vedea și, prin urmare, nu îl putem înțelege pe deplin.
Există numeroase teorii care sugerează diferite surse exotice de materie întunecată, însă un nou model prezentat de un grup de oameni de știință condus de teoreticianul de particule, Christopher Peterson de la Universitatea Tehnică Chalmers din Suedia, va fi testat atunci când Large Hadron Collider se va reporni în această primăvară.
Peterson sugerează că bosonul Higgs se poate deteriora. Această descompunere este determinată de supersimetrie. Supersimetria prezice că există "parteneri super-mai" masivi ai particulelor cunoscute care există în afara cadrului modelului standard. Deși există deja indicii ale acestor particule supersimetrice, observațiile finale au fost foarte greu de urmărit. Detectorii Colliderului Large Hadron Collider nu au văzut direct bosonul Higgs când a fost detectat. Pentru nenumărate miliarde de coliziuni de particule, detectorii ATLAS și CMS au creat lent o imagine a particulelor după coliziunile care au scos energia generată de coliziuni de protoni care se rotesc în direcții opuse. Din această energie de coliziune a particulelor, au apărut bosoni Higgs, care se descompun rapid în alte particule pe care detectoarele le puteau măsura, de exemplu, muonii (vărul mai masiv al electronului). Aceste tipuri de "amprente digitale" ale bosonului Higgs au devenit dovezi că există bosoni Higgs.
Echipa lui Peterson a sugerat că, dacă supersimetria este reală, atunci bosonul Higgs poate avea un mod de dezintegrare diferit, care se va deteriora în fotoni și particule de materie întunecată.
"Acesta este un vis pentru un fizician teoretic în fizica particulelor. LHC este singurul loc în care modelul poate fi testat", a spus Peterson.
