Χιγκς και πληθωριστική διαστολή του σύμπαντος

Η επίδραση του πεδίου Higgs (ένθετο) στην πληθωριστική διαστολή του σύμπαντος, συσχετίζεται με τα ίχνη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων που παρατήρησε η ομάδα BICEP2 στην μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου

Είναι γνωστό πως οι μάζες των στοιχειωδών σωματιδίων (όπως ηλεκτρόνια, quarks και νετρίνα) προέρχονται από τις αλληλεπιδράσεις με το πεδίο Higgs (συνέπεια του οποίου είναι το σωματίδιο ή μποζόνιο Higgs).

Ωστόσο, στις πρώτες στιγμές της ύπαρξης του σύμπαντος μετά την Μεγάλη Έκρηξη, η αλληλεπίδραση του πεδίου Higgs και της βαρύτητας επιτάχυνε την διαστολή του σύμπαντος, προκαλώντας αυτό που σήμερα ονομάζουμε πληθωριστική διαστολή του σύμπαντος.

Μια σημαντική παράμετρος αυτής της αλληλεπίδρασης είναι η μάζα του μποζονίου Higgs. Τα πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN απέδειξαν την ύπαρξη του μποζονίου Higgs, και ταυτόχρονα προσδιόρισαν με μεγάλη ακρίβεια την μάζα του.

Οι ερευνητές Bezrukov και Shaposhnikov στην εργασία τους με τίτλο “Higgs inflation at the critical point“, μελέτησαν την εξέλιξη του σύμπαντος θεωρώντας ως παράμετρο την μάζα του μποζονίου Higgs. Υπάρχει μια κρίσιμη τιμή στη μάζα του μποζονίου Higgs που διαχωρίζει δύο πιθανούς τύπους του Σύμπαντος – το σταθερό, αυτό στο οποίο ζούμε και το ασταθές που θα έπρεπε ήδη να έχει καταρρεύσει.
Και η μάζα του μποζονίου Higgs που μετρήθηκε από τον LHC βρίσκεται κοντά σ’ αυτή την κρίσιμη τιμή.

Η εργασία των Bezrukov και Shaposhnikov μελετά τις συνέπειες που προκύπτουν όταν η μάζα του μποζονίου Higgs βρίσκεται στα όρια αυτής της κρίσιμης μάζας, και τις επιπτώσεις στην πληθωριστική διαστολή του σύμπαντος και στις ρυτιδώσεις που προκάλεσε αυτή στο χωρόχρονο – τα επονομαζόμενα αρχέγονα βαρυτικά κύματα.

Σύμφωνα με την εργασία τους, αν μάζα του μποζονίου Higgs έχει την κρίσιμη τιμή, τότε αναμένεται η ύπαρξη αποτυπωμάτων από αρχέγονα βαρυτικά κύματα στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, ακριβώς όπως ανακοίνωσε πριν από μερικούς μήνες η ερευνητική ομάδα BICEP2. (Από τη Μεγάλη Έκρηξη, στην επιβεβαίωσή της...)

Μια θετική εξέλιξη για τα αποτελέσματα της ομάδας BICEP2 που πρόσφατα δέχθηκαν μεγάλη αμφισβήτηση.

Διαβάστε περισσότερα: www.riken.jp – arxiv.org/pdf

Διαβάστε επίσης: Σωματίδιο Higgs και αρχέγονα βαρυτικά κύματα (BICEP2)

Πηγή: physicsgg.me