Küçük Çaplı Deneylerle Higgs İlişkili Yeni Parçacık Keşfedildi

Temel parçacıkların en karmaşık etkileşimleri, bu tür bir enerjiyi sağlamak için çok büyük olması gereken son derece güçlü hızlandırıcılar gerektirir. Ancak bazen, çok daha kompakt bir masa üstü tasarımı ile doğa anayı bazı yeni temel gerçekleri sunması için kandırmak mümkündür.

Nature'da bildirildiğine göre, Boston College'daki fizikçiler tarafından yönetilen bir ekip, eksenel Higgs modu olarak bilinen yeni bir kuantum uyarımı keşfetti. Bu anlaşılması zor yeni parçacık, 2012'de CERN'de keşfedilen kütle tanımlayıcı Higgs Boson parçacığının manyetik bir akrabası.

Keşif, oda sıcaklığında "masa üstü" deneyde incelenebilen, üzerinde iyi çalışılmış bir kuantum materyali olan RTe3, veya nadir toprak tritellürid, sayesinde mümkün oldu. Bu malzeme çok özel, çünkü bileşim arasında paylaşılan elektronlar, uzayda periyodik bir yoğunlukla kendi kendini organize eder - bir yük yoğunluğu dalgası yaratırlar.

Ve bu yük yoğunluğu dalgası, yüksek sıcaklıklarda (deneylerdeki gibi mutlak sıfır değil) oluştuğu ve hem yük yoğunluğu hem de atomik yörüngeler tarafından modüle edildiği için oldukça nadirdir. Ve Higgs Bozonu ikisinde de rol oynar. Ekip, lazerleri kullanarak yük yoğunluğu dalgasını değiştirebildi ve Higgs ve ilgili bileşenlerin tepkisini görebildi.

Boston Koleji'nden Profesör Kenneth Burch yaptığı açıklamada, "Böylece, gizli manyetik bileşeni ortaya çıkarmayı ve ilk eksenel Higgs modunun keşfini kanıtlamayı başardık." dedi.

Doğru lazer seçimini kullanarak, farklı hipotezleri test etmek mümkün oldu ve bunu, Higgs Bozonlarının bu malzemedeki ortak özelliklerine bakmalarına ve olası uyarılmış modları avlamalarına izin verecek şekilde yaptılar. Ve keşfedilmiş görünen, Higgs'in açısal momentumlu bir versiyonu, "normal" Higgs Bozonunun sahip olmadığı bir şey.

Burch, "Eksenel Higgs'in tespiti, yüksek enerjili parçacık fiziğinde karanlık maddeyi açıklamak için tahmin edildi. Ancak, hiç gözlemlenmedi. Yoğun madde sisteminde ortaya çıkması tamamen şaşırtıcı ve tahmin edilmemiş yeni bir kırık simetri durumunun keşfinin habercisidir. Yeni parçacıkları gözlemlemek için genellikle gereken aşırı koşulların aksine, bu, oda sıcaklığında sadece ışığın polarizasyonunu değiştirerek modun kuantum kontrolünü elde ettiğimiz bir masa üstü deneyde yapıldı.” dedi.

Bu çalışma, yük yoğunluğu dalgalarının, diğer kuantum sistemlerini değerlendirebilen kuantum sensörleri olarak kullanılma yeteneğine sahip olduğunu öne sürmektedir. Higgs'in ve olası uyarılma modlarının tam olarak anlaşılması, karanlık madde ve standart parçacık fiziği modelinin sınırları gibi parçacık fiziğindeki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.