Исследования частицы Хиггса, открытой в ЦЕРНе в 2012 году и ответственной за придание массы всем частицам, показали, что образование частиц Хиггса во время ускоренного расширения самой ранней Вселенной (инфляции) должно было привести к нестабильности и коллапсу.Ученые пытались выяснить, почему этого не произошло, что привело к теориям о том, что должна быть какая-то новая физика, которая поможет объяснить происхождение Вселенной, которое еще не было обнаружено. Однако физики из Имперского колледжа Лондона и университетов Копенгагена и Хельсинки считают, что есть более простое объяснение.В новом исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, команда описывает, как кривизна пространства-времени — по сути, гравитация — обеспечивала стабильность, необходимую для того, чтобы Вселенная пережила расширение в тот ранний период.
Команда исследовала взаимодействие между частицами Хиггса и гравитацией, учитывая, как оно будет меняться в зависимости от энергии.Они показывают, что даже небольшого взаимодействия было бы достаточно, чтобы стабилизировать Вселенную от распада.
«Стандартная модель физики элементарных частиц, которую ученые используют для объяснения элементарных частиц и их взаимодействий, до сих пор не дала ответа на вопрос, почему Вселенная не коллапсировала после Большого взрыва», — объясняет профессор Артту Раджанти из факультета физики в Имперский колледж Лондон.«Наше исследование исследует последний неизвестный параметр в Стандартной модели — взаимодействие между частицей Хиггса и гравитацией. Этот параметр нельзя измерить в экспериментах с ускорителями частиц, но он имеет большое влияние на нестабильность Хиггса во время инфляции. Даже относительно небольшой ценности достаточно, чтобы объяснить выживание Вселенной без какой-либо новой физики! "Команда планирует продолжить свои исследования с использованием космологических наблюдений, чтобы более подробно изучить это взаимодействие и объяснить, какое влияние оно оказало бы на развитие ранней Вселенной.
В частности, они будут использовать данные текущих и будущих миссий Европейского космического агентства по измерению космического микроволнового фонового излучения и гравитационных волн.«Наша цель — измерить взаимодействие между гравитацией и полем Хиггса, используя космологические данные», — говорит профессор Раджанти. «Если мы сможем это сделать, мы предоставим последнее неизвестное число в Стандартной модели физики элементарных частиц и будем ближе к ответам на фундаментальные вопросы о том, как мы все здесь».
Исследование финансируется Советом по науке и технологиям, а также Фондом Виллума в Дании и Академией Финляндии.