"Бозон Хиггса может рождаться при аннигиляции частиц темной материи и проявлять себя в виде спектральных линий в спектре гамма-излучения на энергиях, которые зависят от массы частиц темной материи (WIMP – weakly interacting massive particle) и самого бозона Хиггса", – пишет сотрудник ЦЕРНа Марко Таосо и его коллеги из Аргоннской национальной лаборатории и Северо-западного университета Иллинойса.
Проблема происхождения массы не решена в рамках нынешней основополагающей физической теории – так называемой "стандартной модели". Ответом на вопрос, почему некоторые частицы очень тяжелы, а другие не имеют массы совсем, может стать так называемый механизм Хиггса, названный по имени британского физика Питера Хиггса.
Согласно этой теории, пространство заполнено полем Хиггса, и взаимодействуя с ним, частицы приобретают массу. Частицы, которые сильно взаимодействуют с ним – тяжелые, те, которые слабо взаимодействуют – легкими.
Поле Хиггса имеет как минимум одну частицу, связанную с ним – бозон Хиггса. Поиск этой частицы является одной из главных задач Большого адронного коллайдера.
Однако группа Таосо полагает, что в поисках бозона Хиггса могут помочь исследования в области темной материи.
Темная материя, которая, по мнению астрофизиков, может составлять более 80% массы Вселенной, остается одной из самых больших загадок: обнаружить ее с помощью непосредственных наблюдений невозможно, поскольку она не взаимодействует с электромагнитным излучением и обнаруживает себя только по гравитационному воздействию.
В последнее время ученые говорят, что обнаружить темную материю можно благодаря ее аннигиляции – процесса, в котором две частицы темной материи взаимоуничтожаются и рождают элементарные частицы обычной материи и излучение, которые могут быть зафиксированы астрономическими приборами.
По мнению авторов работы, в результате такой аннигиляции могут рождаться пары – фотон и бозон Хиггса. Если их расчеты верны, это событие может быть зафиксировано наблюдениями с помощью орбитальной гамма-обсерватории "Ферми", запущенной на орбиту в июле 2008 года.
Впрочем, даже если "Ферми" сможет обнаружить бозон Хиггса, Большой адронный коллайдер все равно может понадобиться для подтверждения этого результата.