Cząstka z CERN to faktycznie bozon Higgsa

Data dodania: poniedziałek, 18 marca 2013, autor: ncbj.gov.pl

Na odbytej tydzień temu 48-ej sesji Rencontres de Moriond wstępnie zaprezentowano nowe wyniki z eksperymentów ATLAS i CMS wykonywanych na CERN-owskim akceleratorze LHC w Genewie. Wyniki te rzucają więcej światła na cząstkę odkrytą w ubiegłym roku.

Po zanalizowaniu dwa i pół razy więcej danych niż te dostępne w lipcu 2012 r. coraz wyraźniej widać, że nowa cząstka to bozon Higgsa, cząstka wiązana z mechanizmem nadawania mas wszystkim cząstkom elementarnym. Jednak pytanie czy jest to bozon Higgsa przewidywany w Standardowym Modelu cząstek elementarnych czy też najlżejszy z kilkunastu bozonów przewidywanych w niektórych teoriach wykraczających poza model Standardowy nadal pozostaje otwarte. Znalezienie odpowiedzi na to pytanie zapewne zajmie trochę czasu.

To czy mamy do czynienia z bozonem Higgsa czy też nie można ustalić obserwując oddziaływania badanej cząstki z innymi cząstkami elementarnymi oraz jej własności kwantowe. Na przykład oczekuje się, że bozon Higgsa nie powinien mieć spinu, a w modelu Standardowym jego parzystość (tj. cecha przesądzająca jak zachowuje się jego lustrzane odbicie) winna być dodatnia. Zespoły CMS i ATLAS porównały pewną liczbę zaobserwowanych kombinacji spin-parzystość badanej cząstki i okazało się, że we wszystkich przypadkach spin był zerowy a parzystość dodatnia. W połączeniu ze zmierzonymi oddziaływaniami badanej cząstki z innymi cząstkami to silna wskazówka że faktycznie mamy do czynienia z bozonem Higgsa.

- Wyniki uzyskane po wstępnym przetworzeniu pełnego zbioru danych eksperymentalnych zebranych w 2012 roku są wspaniałe. Nie mam wątpliwości że mamy do czynienia z bozonem Higgsa, choć wiele czasu jeszcze upłynie zanim dowiemy się jakiego rodzaju to bozon - powiedział koordynator eksperymentu CMS Joe Incandela.

- Za nowymi pięknymi wynikami stoi olbrzymi wysiłek wielu ludzi, którzy w ich uzyskanie włożyli ogromny wysiłek. Wskazują one na cząstkę o spinie i parzystości takich jak te oczekiwane dla bozonu Higgsa w modelu Standardo­wym. Teraz nasz program poszukiwań Higgsa dobrze się zapowiada - powiedział koordynator eksperymentu ATLAS, Dave Charlton.

Aby ustalić czy mamy do czynienia z bozonami Higgsa przewidywanymi w modelu Standardowym trzeba – przykładowo – precyzyjnie ustalić ich drogi rozpadu na inne cząstki i porównać je z przewidywaniami teoretycznymi. Jednak wykrycie bozonu to bardzo rzadkie zdarzenie, zachodzi mniej więcej raz na milion milionów (1012) zderzeń proton-proton. Dlatego dla pełnego scharakteryzowania badanej cząstki trzeba zebrać o wiele więcej danych eksperymentalnych z akceleratora LHC niż dotychczas.