Jest coraz mniej miejsc, w których może się kryć „boska cząstka”
Jest coraz mniej miejsc, w których można szukać cząstki Higgsa. Eksperymenty w LHC wykluczyły jej istnienie w dużym obszarze poszukiwań. Wyniki badań, w których brali udział również Polacy, przedstawiono na konferencji w indyjskim mieście Mumbai.
Rezultaty badań w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) otrzymane w eksperymentach ATLAS i CMS zostały zaprezentowane na konferencji Lepton-Photon w Bombaju – poinformował w przesłanym komunikacie dr Marek Pawłowski, pełnomocnik dziekana Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW). W eksperymentach tych brali udział polscy naukowcy.
Bozon Higgsa, według hipotezy z lat sześćdziesiątych 20. wieku, ma być elementem mechanizmu nadającego masy cząstkom elementarnym. Potwierdzenie lub wykluczenie istnienia jest jednym z głównych celów programu eksperymentalnego w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC).
Doświadczenia ATLAS i CMS z 95 proc. pewności wykluczyły istnienie cząstki Higgsa niemal w całym regionie mas od 145 do 466 gigaelektronowoltów (GeV).
Gigaelektronowolt to energia, jaką uzyskuje elektron, który jest przyspieszany napięciem równym 1 gigawoltowi (10^9 wolta). Istnienie cząstki Higgsa lżejszej niż 114,4 GeV zostało wykluczone dekadę wcześniej przez eksperymenty wykonane przy akceleratorze LEP – poprzedniku LHC. Naukowcom pozostaje więc do zbadania obszar od ok. 114 do 145 GeV.
„Ten nowy wynik jest bardzo interesujący, ale nie jest zaskakujący. Jest sporo przesłanek za tym, że jeśli cząstka Higgsa istnieje, to z masą około 120-140 GeV, a więc poniżej obszaru wykluczonego” – przyznaje Polak.
Jak zaznacza prof. Stefan Pokorski z FUW, zarówno odkrycie cząstki Higgsa jak i wykluczenie jej istnienia będzie wielkim odkryciem. Jego zdaniem dla obu tych scenariuszy nowy wynik jest bardzo ważny.
„To ekscytujące czasy dla fizyki cząstek elementarnych – powiedział dyrektor ds. badań CERN, Sergio Bertolucci. – Nowe odkrycia są niemal pewne w ciągu najbliższych 12 miesięcy. Jeśli Higgs istnieje, eksperymenty wkrótce go znajdą. Jeśli nie, jego brak wytyczy kierunki rozwoju nowej fizyki.”
„Jeśli to urządzenie (LHC) będzie nadal tak dobrze pracować, to do końca 2012 roku powinniśmy już na pewno wiedzieć, czy Cząstka Higgsa z Modelu Standardowego istnieje czy nie. Wielu spośród fizyków teoretyków uważa, że niezaobserwowanie Higgsa jest wręcz ciekawsze niż jego zaobserwowanie” – uważa prof. Agnieszka Zaleska-Bąk, przedstawiciela polskich fizyków w Radzie CERN i dodaje, że akcelerator LHC przy podniesionej energii wiązek i po dalszym podniesieniu liczby przyspieszanych protonów, powinien pomóc w przetestowaniu koncepcji teoretycznych alternatywnych do cząstki Higgsa.
Mechanizm Higgsa w Modelu Standardowym jest jednym z kilku sposobów zaproponowanych do wyjaśnienia faktu uzyskiwania mas przez cząstki elementarne. Zgodnie z hipotezą mechanizmu Higgsa przestrzeń jest wypełniona tzw. polem Higgsa, z którym oddziałują cząstki. Te rodzaje cząstek, które oddziałują silniej z polem, mają większą masę od tych, które oddziałują słabiej, a dzieje się tak w pewnym sensie podobnie jak w przypadku wyścigowego bolidu, który znacznie łatwiej rozcina powietrze niż autobus.
„Mało kto uważa Model Standardowy (którego potwierdzeniem byłoby znalezienie bozonu Higgsa jako ostatniej brakującej cegiełki) za w pełni zadawalającą teorię. Argumentów jest wiele. (…)Najbardziej chyba przekonywującym spośród nich jest brak w Modelu Standardowym naturalnego wyjaśnienia pochodzenia ciemnej materii we Wszechświecie. Dlatego też od wielu już lat fizycy intensywnie poszukiwali alternatywnych teorii, które mogłyby rozwiązać problemy Modelu Standardowego” – komentuje prof. Leszek Roszkowski z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.
Na pierwszej tegorocznej wielkiej konferencji fizyki cząstek elementarnych, konferencji Fizyki Wysokich Energii Europejskiego Towarzystwa Fizycznego, zorganizowanej w lipcu w Grenoble we Francji, zarówno ATLAS jak i CMS zastrzegały, że możliwe ślady sygnału cząstki Higgsa wśród ich danych mogą być wyjaśnione przez fluktuacje statystyczne. Obecnie, biorąc pod uwagę analizę dodatkowych danych, waga tych fluktuacji nieznacznie się obniżyła.
Konferencja Lepton-Photon w Mumbai trwa do 27 sierpnia. 27 sierpnia eksperyment LHCb prowadzony w CERN przy akceleratorze LHC zaprezentuje swoje ostatnie pomiary Modelu Standardowego. Po zakończeniu konferencji wyniki eksperymentów LHC będą dostępne na stronach internetowych CERN.
Zaloguj się Logowanie