과학자들은 희귀 힉스 입자의 붕괴에 대한 첫 번째 증거를 발견했습니다.

과학자들은 힉스 보존의 붕괴에 대한 첫 번째 증거를 발견하여 이상한 양자 우주에 대한 이해를 넓혔습니다.

2012년 노벨 물리학상은 거의 50년 전에 물리학의 표준 모델에 의해 예측된 아원자 입자인 힉스 입자의 발견이라는 획기적인 발견에 수여되었습니다. Higgs 보존은 수명이 짧고 두 개의 광자(가벼운 입자)와 같이 덜 무거운 입자로 빠르게 붕괴됩니다.

이제 스위스의 Large Hadron Collider에서 ATLAS와 CMS를 사용하는 연구원들은 희귀한 Higgs boson 붕괴의 증거를 발견했습니다. 이 경우 아원자 입자가 하나의 광자와 두 개의 경입자(전하를 띠거나 중성일 수 있는 기본 입자 유형)로 분리됩니다. 특히 그들은 힉스 보손이 광자와 전자쌍으로 붕괴하거나, 광자와 반대 전하를 띤 뮤온쌍으로 붕괴할 수 있다는 증거를 발견했다.

표준 모델을 사용하여 과학자들은 Higgs boson이 붕괴할 수 있는 다양한 기본 입자를 예측할 수 있습니다. 두 개의 광자는 상당히 "정상적인" 붕괴입니다. 그들은 또한 얼마나 자주 힉스 보손이 서로 다른 입자 조합으로 붕괴하는지 추정할 수 있습니다.

이러한 유형의 붕괴에서 매우 짧은 수명 후에 Higgs 보존은 과학자들이 "가상 광자"라고 부르는 단일 광자로 빠르게 변합니다. "껍질 밖의 광자"라고도 알려진 이 "가상 광자"는 즉시 두 개의 렙톤과 같은 것으로 변환됩니다. 이 "가상 광자"는 질량이 이 아닌 매우 작은 반면 일반 광자는 완전히 질량이 없습니다.

또한 흥미로운 점:

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전문가들은 두 개의 렙톤이 "서로 매우 가깝게 열량계에 들어간다"고 말합니다. LHC 열량계는 입자의 충돌을 방지하는 기기입니다. 과학자들은 이러한 입자가 기기에 의해 정지되거나 "흡수"될 때 이를 감지하고 연구할 수 있습니다.

과학자들은 이러한 유형의 붕괴가 힉스 보존과 함께 존재해야 한다고 예측했지만, 이 새로운 발견은 "이 매우 드문 형태의 힉스 보존 붕괴에 대한 증거의 첫 번째 힌트"입니다.

그러나 팀은 향후 고광도 LHC 프로그램을 위한 장비를 업그레이드하기 전까지는 드문 붕괴를 직접 관찰할 수 없을 것입니다. ATLAS는 성명에서 "고광도 LHC 프로그램이 엄청난 양의 데이터를 생성할 것으로 예상됨에 따라 희귀한 힉스 입자 붕괴에 대한 연구가 새로운 표준이 될 것"이라고 말했습니다.

이러한 드문 붕괴를 연구함으로써 과학자들은 표준 모델을 넘어서는 새로운 물리학의 가능성을 탐색할 수 있습니다. 표준 모델은 우리의 물리적 우주에 대해 많은 것을 설명하지만 중력이나 암흑 물질은 포함하지 않습니다. 빛을 내지 않고 직접 관측할 수 없는 암흑물질은 알려진 우주 전체 물질의 약 80%를 차지하는 것으로 여겨진다.

연구원들은 이 모든 것이 "'암흑 섹터'에 대한 힉스 포털에 대한 새로운 정보를 아직 제공하지 않는다"고 말합니다. 그러나 "우리가 그렇게 매우 희귀한 것을 아주 쉽게 찾을 수 있다는 것을 증명합니다."

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