Американски физици откриха нова разновидност на Хигс бозон при стайна температура.

Понякога откриването на нови физични явления изисква безумно много енергия. Големи машини. Модерно оборудване. Безброй часове пресяване на купища данни.

И тогава понякога правилната комбинация от материали може да отвори врата към невидими царства в пространство, малко по-голямо от плот за маса.

Новата разновидност на Хигс бозона е открит в парче от слоести кристали на телур със стайна температура. За разлика от известния си братовчед, за да бъде открит, на учените не е било необходими години разбиване на частици. Само умело използване на някои лазери и трик за разгадаване на квантовите свойства на техните фотони.

"Не всеки ден се случва да откриеш нова частица на плота си", раказва Кенет Бърч, физик от Бостънския колеж и водещ съавтор на изследването, в което се обявява откриването на частицата, публикувано в списание „Nature“.

Бърч и колегите му са забелязали така наречения аксиален режим на Хигс - квантово колебание, което технически се квалифицира като нов вид частица.

Подобно на много други открития в квантовата физика, наблюдението на теоретично квантово поведение в действие ни доближава до разкриването на потенциални пукнатини в Стандартния модел и дори ни помага да се насочим към разрешаването на някои от големите загадки.

"Откриването на аксиалния Хигс беше предсказано във физиката на високоенергийните частици, за да се обясни тъмната материя", каза Бърч.

"Въпреки това той никога не е бил наблюдаван. Появата му в система от кондензирана материя беше напълно изненадваща и предвещава откриването на ново състояние с нарушена симетрия, което не беше предвидено."

Изминаха 10 години, откакто Хигс бозонът беше официално идентифициран сред сблъсъците на частици от изследователи от ЦЕРН. Това не само сложи край на издирването на частицата, но и свободно затвори последната кутия в Стандартния модел – теоретичния модел във физиката на елементарните частици.

С откриването на полето на Хигс най-после можехме да потвърдим разбирането си за това как компонентите на модела придобиват маса, докато са в покой. Това беше огромна победа за физиката, която все още използваме, за да разберем вътрешната механика на материята, споделят учените.

Макар че всяка отделна частица на Хигс съществува едва за част от секундата, тя е частица в истинския смисъл на думата, която мигновено се появява в реалността като дискретно ицлъчване в квантово поле.

Съществуват обаче и други обстоятелства, при които частиците могат да придават маса. Прекъсване на колективното поведение на вълна от електрони, наречена вълна на плътността на заряда, например, би имало този ефект.

Тази версия на "чудовището на Франкенщайн" на Хигс, наречена режим на Хигс, може да се появи и с черти, които не се наблюдават при по-малко сложния ѝ братовчед, като например крайна степен на ъглов момент (или спин).

Спин-1 или аксиалният режим на Хигс не само върши подобна работа на Хигс бозона при много специфични обстоятелства, но и (и подобни на него квазичастици) може да предостави интересни основания за изучаване на сенчестата маса на тъмната материя.

Като квазичастица, аксиалният режим на Хигс може да се види само като резултат от колективното поведение на тълпата. За да я забележим, трябва да познаваме нейния подпис сред потока от квантови вълни и да имаме начин да я отсеем от хаоса.

"За разлика от екстремните условия, които обикновено се изискват за наблюдение на нови частици, това беше направено при стайна температура в експеримент на маса, при който постигнахме квантов контрол на режима само чрез промяна на поляризацията на светлината", казва Бърч.

Възможно е да има много други такива частици, които да се появят от плетеницата от части на тялото, изграждащи екзотични квантови материали. Наличието на средство за лесно улавяне на сянката им в светлината на лазера би могло да разкрие цяла плеяда от нови физични явления. /БГНЕС