Euroopan ydintutkimuskeskuksen (CERN) CERN-tutkimuksen suurten hadronien kolareiden tutkijoiden työryhmät, jotka ovat tuoreina puristettujen kaavioiden mukaisia kahden hiukkasfysiikan kokeilun perusteella, kertoivat tiistaina, että he olivat tallentaneet "kiusallisia vihjeitä" tunnetusta vaikeasta subatomisesta hiukkasesta. kuten Higgs Boson, mutta ei voi lopullisesti sanoa, että sitä on olemassa… vielä. He ennustavat kuitenkin, että vuoden 2012 törmäyslentojen pitäisi tuoda tarpeeksi tietoa päätöksen tekemiseen.
"Se tosiasia, että pystymme näyttämään erittäin hienostuneen analyysin tulokset vain kuukauden kuluttua viimeisen käyttämämme tietomäärän tallentamisesta, on erittäin rauhoittava", Dr. Greg Landsberg, Compact Muon -solenoidin (CMS) fysiikan koordinaattori. LHC: n ilmaisin kertoi Space Magazinelle. ”Se kertoo, kuinka nopea käännösaika on. Tämä on todella ennennäkemätöntä hiukkasfysiikan historiassa. Tällaiset suuret ja monimutkaiset kokeet tuottavat niin paljon tietoa, ja se on erittäin jännittävää. "
Toistaiseksi yli 6000 tutkijan päätelmä CMS: n ja ATLAS-hiukkasilmaisimien yhdistelmäryhmistä on, että he pystyivät rajoittamaan standardimallin Higgs-bosonin massaalueen - jos sitä on - olevan välillä 116- 130 GeV ATLAS-kokeella ja 115-127 GeV CMS: llä.
Vakiomalli on teoria, joka selittää alaatomien hiukkasten vuorovaikutukset - kuvailee tavallista ainetta, josta maailmankaikkeus on tehty - ja toimii kaiken kaikkiaan erittäin hyvin. Mutta se ei selitä miksi joillakin hiukkasilla on massaa, toisilla ei ole, eikä se myöskään kuvaa 96% maailmankaikkeudesta, joka on näkymätön.
Vuonna 1964 fyysikko Peter Higgs ja hänen kollegansa ehdottivat salaperäisen energiakentän olemassaoloa, joka vuorovaikuttaa joidenkin subatomisten hiukkasten kanssa enemmän kuin toiset, mikä johtaa hiukkasmassan arvojen vaihtelemiseen. Tämä kenttä tunnetaan nimellä Higgs-kenttä, ja Higgs Boson on Higgs-kentän pienin hiukkanen. Mutta Higgs Bosonia ei ole vielä löydetty, ja yksi tärkeimmistä syistä LHC: n rakentamiseen oli yrittää löytää se.
Näiden pienten hiukkasten etsimiseksi LHC purkaa korkeaenergiset protonit yhdessä muuttaen jonkin verran energiaa massaksi. Tämä tuottaa suihkun hiukkasista, jotka ilmaisimet keräävät. Higgsin löytö perustuu kuitenkin hiukkasten havaitsemiseen, joihin nämä protonit hajoavat, eikä itse Higgsiin. Jos niitä on, ne ovat hyvin lyhytaikaisia ja voivat hajoa monin eri tavoin. Ongelmana on, että myös monet muut prosessit voivat tuottaa samat tulokset.
Kuinka tutkijat voivat kertoa eron? Lyhyt vastaus on, että jos he pystyvät selvittämään kaikki muut asiat, jotka voivat tuottaa Higgsin kaltaisen signaalin, ja tyypillinen taajuus, jolla ne tapahtuvat, niin jos he näkevät enemmän näitä signaaleja kuin nykyiset teoriat viittaavat, se antaa heille paikkansa etsiä Higgs.
Kokeissa on havaittu ylilyöntejä samanlaisilla alueilla. Ja kuten CERN: n lehdistötiedotteessa todettiin: ”Yksittäin otettuna, mikään näistä ylityksistä ei ole tilastollisesti merkitsevämpää kuin suulakkeen pyörittäminen ja kaksi kuutta peräkkäin. Mielenkiintoista on, että on olemassa useita riippumattomia mittauksia, jotka osoittavat alueelle 124 - 126 GeV. "
"Tämä on erittäin lupaavaa", sanoi Landsberg, joka on myös professori Brownin yliopistossa. ”Tämä osoittaa, että molemmat kokeet ymmärtävät, mitä heidän ilmaisimillaan tapahtuu, erittäin hyvin. Molemmissa kalibroinneissa havaittiin ylityksiä pienissä massoissa. Mutta valitettavasti prosessimme luonne on tilastollinen, ja tilastojen tiedetään pelavan hauskoja temppuja joskus. Joten emme oikeasti tiedä - meillä ei ole tarpeeksi todisteita tietää - jos näkemämme on välähdys Higgs Bosoniin vai ovatko nämä vain tilastollisia malleja prosessin vaihtelusta, jotka matkivat samantyyppisiä allekirjoituksia kuin mitä tapahtuisi jos Higgs Boson tuotetaan. "
Landsberg sanoi, että ainoa tapa selviytyä tilastoista on saada enemmän tietoja, ja tutkijoiden on suurennettava tietonäytteiden kokoa huomattavasti voidakseen vastata ehdottomasti kysymykseen siitä, esiintyykö Higgs Boson 125 GeV: n massassa vai millä tahansa massalla. alue, jota ei ole vielä poissuljettu.
Hyvä uutinen on, että kuorma dataa on tulossa vuonna 2012.
"Toivomme nelinkertaistuvan tänä vuonna kerätyn tietonäytteen", Landsberg sanoi. Ja sen pitäisi antaa meille tarpeeksi tilastollista luottamusta ratkaistaksemme tämä palapeli ja kertoa maailmalle, näimmekö Higgs Bosonin ensimmäiset välähdykset. Kuten ryhmä osoitti tänään, jatkamme kasvuaan, kunnes saavutamme tilastollisen merkitsevyyden tason, jota pidetään riittävänä tutkimuksemme kentällämme. "
Landsberg kertoi, että tällä pienellä alueella ei ole paljon tilaa Higgsille piiloutua. ”Tämä on erittäin jännittävää ja kertoo, että olemme melkein siellä. Meillä on tarpeeksi herkkyyttä ja kauniita ilmaisimia; Tarvitsemme vain vähän enemmän aikaa ja vähän enemmän tietoa. Toivon hyvin, että voisimme sanoa jotain lopullista ensi vuonna. ”
Joten väliaika rakentuu ja vuosi 2012 voisi olla Higginin vuosi.
Lisätietoja: CERN: n lehdistötiedote, ArsTechnica
