Pesquisadores descobriram um novo tipo de parente de Higgs nos lugares mais difíceis

Descobrir uma nova física às vezes requer níveis insanos de energia. Grandes máquinas. Equipamento de luxo. Incontáveis ​​horas vasculhando pacotes de dados.

E, às vezes, a combinação certa de materiais pode abrir um portal para mundos invisíveis em uma área um pouco maior do que uma mesa.

Tome este novo tipo de relação com Bóson de Higgs, por exemplo. Foi encontrado adormecido à temperatura ambiente por um pedaço de cristais de telúrio em camadas. Ao contrário de seu famoso primo, também não levou anos quebrando moléculas para descobri-lo. Apenas um uso inteligente de alguns lasers e um truque para remover as propriedades quânticas do fóton.

“Não é todo dia que você encontra uma nova partícula em cima de uma mesa”, Diz Kenneth Birch, físico do Boston College e co-autor principal do estudo que anunciou a descoberta da partícula.

Borsch e seus colegas observam o que é conhecido como modo de Higgs axial, uma oscilação quântica que tecnicamente pode ser considerada um novo tipo de partícula.

Como muitas descobertas em física quântica, observar comportamentos quânticos teóricos em ação nos aproxima de descobrir possíveis rachaduras em Forma padrão Até nos ajuda a focar na resolução de alguns dos grandes quebra-cabeças restantes.

“A detecção axial de Higgs foi prevista na física de partículas de alta energia para explicar matéria escura” Diz Porsche.

“No entanto, nunca foi notado. Sua aparição em um sistema de matéria condensada foi bastante surpreendente e pressagiava a descoberta de um novo estado de simetria, quebrado e imprevisível.”

Faz 10 anos desde O bóson de Higgs foi oficialmente determinado Em meio ao massacre de colisão de partículas por pesquisadores do CERN. Isso não apenas encerrou a busca pela partícula, mas selou a última caixa do Modelo Padrão – o jardim de partículas fundamentais que compõem o complemento natural de tijolos e argamassa.

com o Campo de HiggsDescobrimos, finalmente, a confirmação do nosso entendimento de como os componentes do modelo ganham massa durante o repouso. Foi uma grande vitória para a física, que ainda usamos para entender a mecânica interna da matéria.

Embora qualquer partícula de Higgs exista por apenas uma fração de segundo, é uma partícula no verdadeiro sentido da palavra, e na verdade pisca brevemente como uma excitação discreta em um campo quântico.

No entanto, existem outras circunstâncias em que as partículas podem dar massa. Uma quebra no comportamento coletivo de um fluxo de elétrons chamado onda de densidade de carga, por exemplo, resolveria o problema.

A versão “Frankenstein’s Monster” do Higgs, chamada A Modo Higgstambém pode apresentar características não vistas em seu primo menos irregular, como um grau limitado de momento angular (ou rotação).

Não só o modo progressivo 1 ou pivô do Higgs executa a mesma função que o Higgs bóson Sob condições muito específicas, ele (e quasipartículas Like it) poderia fornecer razões interessantes para estudar a misteriosa massa de matéria escura.

Como uma quase-partícula, a posição de pivô de Higgs só pode ser vista como emergindo dos comportamentos coletivos do público. Encontrá-lo requer conhecer sua assinatura em uma onda de ondas quânticas e, em seguida, encontrar uma maneira de tirá-lo do caos.

Ao enviar feixes de luz perfeitamente coerentes de dois tipos de lasers através desses materiais e, em seguida, observar padrões reveladores em seu alinhamento, Borsch e sua equipe detectaram o eco do modo axial de Higgs em camadas de triteloreto de terras raras.

“Em contraste com as condições extremas normalmente exigidas para observar novas partículas, isso foi realizado à temperatura ambiente em um experimento de mesa onde alcançamos o controle do modo quantitativo simplesmente alterando a polarização da luz”. Diz Porsche.

Pode haver muitas dessas outras partículas emergindo do emaranhado de partes do corpo formando materiais quânticos exóticos. Ter uma maneira de ver facilmente sua sombra na luz do laser pode revelar uma série de novas físicas.

Esta pesquisa foi publicada em temperar a natureza.