Для детального изучения бозона Хиггса может потребоваться новый мюонный коллайде

Совсем недавно ученые CERN сообщили всему миру о том, что неуловимый бозон Хиггса или частица очень на него похожая, наконец-то обнаружен. Но для того, что бы детально изучить свойства и поведение этой частицы ученые будут нуждаться не в одной или двух таких частицах, для этого потребуется целая "фабрика бозонов Хиггса", которая будет получать эти частицы в больших количествах. К сожалению, Большой адронный коллайдер (БАК) не очень хорошо подходит на роль такой "фабрики", он изначально рассчитывался для решения других задач. По всей видимости, для изучения бозона Хиггса придется строить еще один новый коллайдер, мюонный коллайдер.

Большой адронный коллайдер изначально разрабатывался и создавался для обнаружения бозона Хиггса, но, по сути, он является огромной научной машиной общего назначения. Это является следствием того, что в начале экспериментов никто и не знал где и как искать бозон Хиггса, поэтому БАК должен был быть способен работать в широком диапазоне энергий и множестве различных режимов. Благодаря этому БАК подходит для выполнения самого широкого круга научных экспериментов с различными материалами.

Но теперь, когда физики уверены, что они почти точно знают, где и что находится, с чем они имеют дело, они должны получить большое количество бозонов Хиггса, что бы "препарировать" их, разобрать их по косточкам и разложить все по полочкам. Большой адронный коллайдер не очень хорошо подходит на эту роль, он огромен, дорог и его эксплуатация обходится в немалую копеечку. Идеальным кандидатом является новый ускоритель, спроектированный и созданный с нуля, но который ориентирован исключительно на решение данной конкретной задачи.

В отличие от БАК, внутри которого сталкиваются разогнанные пучки протонов, новый ускоритель будет разгонять и сталкивать пучки других частиц, мюонов, которые называют еще и мю-мезонами, хотя к мезонам они не имеют никакого отношения. Мюоны являются частицами, подобными электронам, по крайней мере, их заряд равен заряду электрона, а масса превышает массу электрона в 200 раз. Когда мюон столкнется с антимюоном в результате цепочки распадов получится бозон Хиггса, который затем сам распадется на верхний кварк и верхний антикварк. С помощью таких столкновений можно получать бозоны Хиггса в количествах, достаточных для проведения дальнейших исследований, а размеры мюонного ускорителя могут быть в сотню раз меньше размера БАК, поэтому новый ускоритель будет более дешев в постройке и эксплуатации.

Сейчас ученые-физики планируют построить такой ускоритель в течение ближайшего десятилетия. И это может стать реальностью из-за того, что данный метод является самым дешевым и эффективным методом получения бозонов Хиггса. Конечно, есть и другие эффективные методы производства этих частиц, столкновения электронов и позитронов в недрах коллайдера, размеры которого должны превышать размеры БАК. Но на строительство такого коллайдера требуется сумма как минимум 20 миллиардов долларов, так что об этом речи и идти не может, по крайней мере в настоящее время.

Источник: Источник