دانشمندان به دنبال یافتن پاسخ به این پرسش هستند که آیا ذره بوزون هیگز می‌تواند وجود ماده تاریک را توضیح دهد یا خیر.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، ذره بوزون هیگز که جدیدا کشف شده، نقش مهمی را در توضیح جرم ذره ایفا می‌کند، اما هم‌اکنون تعدادی از فیزیکدانان این سوال را مطرح کرده‌اند که آیا هیگز به همان نسبت در تولید ماده تاریک و ماده باریونی در آغاز جهان و همچنین ایجاد عدم تقارن ماده فرضی و عدم‌تقارن مشاهده‌شده بین ذرات ماده و ضدماده ایفای نقش کرده است یا خیر.

فیزیکدانان سرن، دانشگاه خودمختار بارسلونا، CEA Saclay در فرانسه و سین تولین از دانشگاه میشیگان این سناریو نظری را «پیدایش هیگز» (Higgsogenesis) می‌نامند.

با کشف هیگز، آخرین قطعه از «مدل استاندارد» فیزیک ذرات در جای خود قرار گرفت.

هم‌اکنون پرسشی که مطرح است این است که آیا بوزون هیگز در جهان آغازین برای کمک به توضیح‌دادن دو معمای مشاهداتی که مدل استاندارد قادر به توضیح آن‌ها نیست، مهم بوده است. این دو پرسش عبارت‌اند از: منشا ماده تاریک و عدم تقارن ماده-ضدماده.

در آغاز جهان، ذره هیگز از ضدذره‌اش متمایز بود و دانشمندان حاضر در این تحقیق اعلام کرده‌اند که عدم تقارن بین هیگز و ضدهیگز می‌تواند زنجیر گم‌شده متصل‌کننده تراکم‌های مرئی و ماده تاریک باشد که از لحاظ مشاهداتی کاملا شبیه هستند.

هیگز می‌تواند زنجیره گم‌شده را در یکی از این دو روش ارائه داده باشد: یک احتمال این است که چنانچه عدم‌تقارن ماده تاریک در جهان آغازین وجود داشته، پس این تقارن می‌تواند به عدم‌تقارن بین هیگز و آنتی‌هیگز منتقل شده باشد.

احتمال دیگر آن است که این توالی می‌تواند به شیوه معکوس رخ داده باشد و در آن عدم‌تقارن نخست به عدم‌تقارن هیگز و سپس به یک عدم‌تقارن ماده تاریک منتقل شده است.

در هر دوی این حالت‌ها، هیگز "پورتالی" را ارائه می‌دهد که از طریق آن عدم تقارن‌ها می‌توانند از بخش تاریک به بخش مرئی منتقل شود یا بالعکس.

در این سناریوها، ماده تاریک مانند ماده بارونی دارای عدم تقارن است. فیزیکدان‌ها دو نظریه جدید را پیشنهاد داده‌اند که به ذره بوزون هیگز جفت می‌شوند و می‌توانند انتقال‌های عدم تقارن را میانجی‌گری کرده باشند.

مکانیسم فیزیکدانان حاضر در این پروژه بر وجود تعامل بین میدان هیگز و بخش تاریک متکی است که در بسیاری از بسط‌های مدل استانداد فیزیک ذرات یک فرضیه طبیعی است.

جدیدبودن مطالعه حاضر بررسی نقش بوزون هیگز در انتقال عدم‌تقارن‌های ماده بین بخش‌های تاریک و مرئی است.

این مطالعه فرصت‌های جدیدی برای baryogenesis تولید ماده تاریک در اختیار می‌گذارد.

در واقع، تحقیقات پیشین نشان داده‌اند بوزون هیگز می‌تواند در baryogenesis و leptogenesis نقش ایفا کرده باشد و هر دوی این‌ها عدم تقارن‌ها را در آغاز جهان توصیف می‌کنند.

آزمایش‌های آتی می‌توانند این پیشنهاد‌ها را آزمایش کنند و به طور مثال، فیزیکدان‌ها می‌توانند واپاشی هیگز را در برخورددهنده عظیم هادرونی بررسی کنند. در این واپاشی‌ها، fermionهای پیشنهادشده می‌توانند به عنوان انرژی از دست رفته قابل‌شناسایی فرار کنند.‌

برای این که Higgsogenesis عمل کند، باید ذرات جدیدی وجود داشته باشند که از خلال نیروی ضعیفی تعامل برقرار می‌کنند.

در واقع، ذرات در حال تعامل ضعیف در انحصار Higgsogenesis نیستند، اما بخشی از بسیاری از مدل‌های مختلف فیزیک هستند و برخورددهنده هادرونی فعالانه در جستجوی آن‌هاست.

پیش‌بینی دوم این است که بوزون هیگز می‌تواند به طور نامرئی به ذرات ماده تاریک واپاشی شود و باز هم برخورددهنده بزرگ هادرونی در جستجوی این ردپا است.

جزئیات این مطالعه در Physical Review Letters منتشر شد.

انتهای پیام