Новости науки
Обнаружен редкий распад бозона Хиггса
Физики, работающие в ЦЕРН, впервые обнаружили новый распад бозона Хиггса, выявив небольшое несоответствие в предсказаниях Стандартной модели и, возможно, указав на новую физику за ее пределами.
Согласно Стандартной модели, бозон Хиггса может время от времени распадаться и производить фотон и Z-бозон – незаряженную частицу, которая вместе с двумя W-бозонами является переносчиком слабого взаимодействия. Поиск этого типа распада был проведен при анализе данных протон-протонных столкновений, полученных в ходе второго прогона Большого адронного коллайдера в ЦЕРН с 2015 по 2018 год.
В этом эксперименте энергия столкновения двух протонов составила 13 триллионов электронвольт. Теория предсказывает, что примерно 15 раз на 10 тысяч распадов бозон Хиггса должен распадаться на Z-бозон и фотон, что является самым редким распадом в Стандартной модели. Это происходит через распад на пару верхних кварков или пару W-бозонов, которые затем распадаются на Z-бозон и фотон.
Однако доля соответствующих распадов составила 34 раза на 10000 распадов, плюс-минус 11 на 10000, что в 2,2 раза превышает теоретическое значение. Различие со случайным результатом составило 3,4 стандартного отклонения, что недостаточно для того, чтобы однозначно говорить об отклонении. Однако это может намекать на возможность существенного расхождения с предсказанием Стандартной модели и быть свидетельством в пользу суперсимметрии.
Согласно теории суперсимметрии, каждой известной элементарной частице соответствует более тяжелый по массе суперпартнер. Так, известным бозонам соответствуют гипотетические фермионы, а известным фермионам – бозоны. При объединении принципов общей теории относительности и суперсимметрии исчезают некоторые противоречия, возникающие при попытке включения гравитации в квантовую механику.
Результаты опубликованы в журнале «Physical Review Letters»
Установлена прямая связь между сверхновыми и черными дырами
Две международные команды астрономов провели наблюдения с помощью телескопа VLT (Very Large Tele- scope) и телескопа NTT (New Technology Telescope), оба принадлежат Европейской южной обсерватории, расположенной в Чили. Ученым удалось отследить последствия вспышки сверхновой в соседней галактике и обнаружить объект, оставшийся после взрыва.
Сверхновая SN 2022jli возникла в спиральном рукаве соседней галактики NGC 157, расположенной на расстоянии 75 миллионов световых лет. После взрыва яркость сверхновых должна постепенно угасать, однако в данном случае ученые обнаружили, что кривая блеска снижается не плавно, а совершает колебания с периодом около 12 дней. Это поведение можно объяснить наличием более чем одной звезды в системе SN 2022jli. Звезда-компаньон пережила гибель соседней звезды, которая после взрыва превратилась в компактный космический объект. Когда эта звезда взаимодействовала с материалом, выброшенным взрывом, ее богатая водородом атмосфера раздулась. Компактный объект периодически проходит сквозь атмосферу звезды, захватывая часть газообразного водорода и образуя аккреционный диск. Этот повторяющийся процесс является причиной регулярных изменений яркости.
Таким образом, ученым удалось впервые обнаружить прямую связь между сверхновыми и образованием самых компактных объектов во Вселенной – черных дыр и нейтронных звезд. Однако еще предстоит определить точную природу компактного объекта, который может быть нейтронной звездой или черной дырой, а также предсказать дальнейшую судьбу двойной системы.
Исследование представлено в «Astrophysical Journal Letters»
Обнаружены редкие химические элементы после взрыва килоновой1
1. Килоновая (kilonova) – это астрономическое событие, происходящее в двойных звездных системах при слиянии двух нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой.
Ученые наблюдали образование редких химических элементов во время гамма-всплеска GRB 230307A, вызванного слиянием нейтронных звезд – второго по яркости гамма-всплеска из когда-либо наблюдавшихся. Взрыв наблюдался множеством наземных и космических телескопов, в том числе космическим телескопом «Джеймс Уэбб» НАСА, космическим телескопом Ферми и обсерваторией Свифта.