Главная » Все новости » Исследователи обнаружили недолговечную форму знаменитого бозона Хиггса
Исследователи обнаружили недолговечную форму знаменитого бозона Хиггса
Исследователи обнаружили недолговечную форму знаменитого бозона Хиггса

Исследователи обнаружили недолговечную форму знаменитого бозона Хиггса

Даже если вы не были специалистом по физике, вы, вероятно, слышали что-то о бозоне Хиггса. Так называлась книга лауреата Нобелевской премии Леона Ледермана 1993 года, назвавшая Хиггса «Частицей Бога». Поиски частицы Хиггса начались после первых столкновений в 2009 году внутри Большого адронного коллайдера в Европе. В 2013 году было объявлено, что Питер Хиггс и Франсуа Энглерт получили Нобелевскую премию по физике за независимое теоретическое обоснование в 1964 году, что фундаментальная частица — Хиггс — является источником массы в субатомных частицах, что делает Вселенную такой, какой мы ее знаем.

К тому же физики из Университета штата Айова включены в список авторов исследовательской работы 2012 года, в которой описывается, как эксперимент ATLAS на коллайдере обнаружил новую частицу, которая, как позже было подтверждено, является частицей Хиггса.

И теперь Цзиган Ван, профессор физики и астрономии в штате Айова и старший научный сотрудник Эймской лаборатории Министерства энергетики США, и группа исследователей обнаружили форму знаменитой частицы в сверхпроводнике, материал, способный проводить электричество. без сопротивления, как правило, при очень низких температурах.

Они пишут, что в лабораторных экспериментах они обнаружили недолговечный «мод Хиггса» в высокотемпературных (но все еще очень холодных) многоэнергетических полосах нетрадиционных сверхпроводников на основе железа.

Квантовое открытие

Этот мод Хиггса представляет собой состояние материи на квантовом уровне атомов, их электронных состояний и энергетических возбуждений. Доступ к режиму и управление им осуществляется с помощью лазерного излучения, мигающего на сверхпроводнике на терагерцовых частотах триллионов импульсов в секунду. Моды Хиггса могут создаваться в разных энергетических диапазонах и при этом взаимодействовать друг с другом.

Ван сказал, что эта форма Хиггса в сверхпроводнике потенциально может быть использована для разработки новых квантовых датчиков.

«Это похоже на то, как Большой адронный коллайдер может использовать частицу Хиггса для обнаружения темной энергии или антивещества, чтобы помочь нам понять происхождение Вселенной», — сказал Ван. «А наши датчики режима Хиггса на столе потенциально могут помочь нам раскрыть скрытые секреты квантовых состояний материи».

Это понимание, сказал Ван, может способствовать новой «квантовой революции» в области высокоскоростных вычислений и информационных технологий.

«Это один из способов применения этого экзотического, странного квантового мира в реальной жизни», — сказал Ван.

Световой контроль сверхпроводников

В проекте используется трехсторонний подход к доступу и пониманию особых свойств, таких как мод Хиггса, скрытых внутри сверхпроводников:

Исследовательская группа Вана использует инструмент, называемый квантовой терагерцовой спектроскопией, для визуализации и управления парами электронов, движущихся через сверхпроводник. Инструмент использует лазерные вспышки в качестве «ручки управления» для ускорения сверхтоков и доступа к новым и потенциально полезным квантовым состояниям материи.

Группа Эома разработала метод синтеза, позволяющий получать кристаллические тонкие пленки из сверхпроводника на основе железа с достаточно высоким качеством, чтобы выявить мод Хиггса. Группа Хеллстрома разработала источники осаждения для проявления сверхпроводящих тонких пленок на основе железа.

Группа Перакиса возглавила разработку квантовых моделей и теорий, чтобы объяснить результаты экспериментов и смоделировать характерные особенности моды Хиггса.

Работа была поддержана грантом Вану из Национального научного фонда и грантом Эома и Перакиса из Министерства энергетики США.

«Ключевым моментом здесь является междисциплинарная наука», — сказал Перакис. «У нас есть квантовая физика, материаловедение и инженерия, физика конденсированного состояния, лазеры и фотоника, вдохновленные фундаментальной физикой, физикой высоких энергий и элементарных частиц».

У исследователей из всех этих областей есть веские практические причины для совместной работы над проектом. В этом случае студенты из четырех исследовательских групп работали вместе со своими наставниками, чтобы сделать это открытие.

«Ученые и инженеры, — писал Ван в отчете об исследовании, — недавно пришли к пониманию того, что определенные материалы, такие как сверхпроводники, обладают свойствами, которые можно использовать для приложений в квантовой информации и энергетике, например, для обработки, записи, хранения и общение».

Даже если вы не были специалистом по физике, вы, вероятно, слышали что-то о бозоне Хиггса. Так называлась книга лауреата Нобелевской премии Леона Ледермана 1993 года, назвавшая Хиггса «Частицей Бога». Поиски частицы Хиггса начались после первых столкновений в 2009 году внутри Большого адронного коллайдера в Европе. В 2013 году было объявлено, что Питер Хиггс и Франсуа Энглерт получили Нобелевскую премию по физике за независимое теоретическое обоснование в 1964 году, что фундаментальная частица — Хиггс — является источником массы в субатомных частицах, что делает Вселенную такой, какой мы ее знаем.

Понравилась запись? Поделись с другом!!!