S „čerstvě vymačkanými“ grafy z nejnovějších dat získaných dvěma experimenty fyziky částic, týmy vědců z Large Hadron Collider v CERN, Evropském středisku pro jaderný výzkum, uvedly v úterý, že zaznamenaly „dráždivé náznaky“ nepolapitelných subatomických částic známých jako Higgsův boson, ale nemůže přesvědčivě říci, že existuje… zatím. Předpovídají však, že srážky 2012 by měly přinést dostatek dat, aby bylo možné rozhodnout.
"Samotná skutečnost, že jsme schopni ukázat výsledky velmi sofistikované analýzy jen měsíc poté, co byly zaznamenány poslední použité údaje, je velmi uklidňující," Dr. Greg Landsberg, fyzický koordinátor pro kompaktní muon solenoid (CMS) detektor na LHC řekl časopisu Space Magazine. "Říká vám, jak rychlý je čas na obrat." To je v historii fyziky částic bezprecedentní, s tak velkými a složitými experimenty, které produkují tolik dat, a je to velmi vzrušující. ““
Prozatím hlavním závěrem více než 6 000 vědců v kombinovaných týmech z CMS a detektorů částic ATLAS je to, že byli schopni omezit hmotnostní rozsah bosonu standardního modelu Higgs, pokud existuje, být v rozmezí 116- 130 GeV experimentem ATLAS a 115-127 GeV pomocí CMS.
Standardní model je teorie, která vysvětluje interakce subatomických částic - která popisuje běžnou hmotu, z níž je vesmír vyroben - a celkově funguje velmi dobře. Nevysvětluje to však, proč mají některé částice hmotnost a jiné ne, a neopisuje ani 96% vesmíru, který je neviditelný.
V roce 1964 fyzik Peter Higgs a jeho kolegové navrhli existenci tajemného energetického pole, které interaguje s některými subatomovými částicemi více než jiné, což má za následek proměnné hodnoty hmoty částic. Toto pole je známé jako pole Higgs a Higgsův Boson je nejmenší částice pole Higgs. Higgsův boson však dosud nebyl objeven a jedním z hlavních důvodů, proč byl LHC postaven, bylo pokusit se ho najít.
Aby LHC hledal tyto malé částice, rozbije společně vysokoenergetické protony a přeměňuje nějakou energii na hmotu. Tím se vytvoří sprej částic, které jsou zachyceny detektory. Objev Higgsů se však spoléhá spíše na pozorování částic, na které se tyto protony rozpadnou, než na samotný Higgs. Pokud existují, mají velmi krátkou životnost a mohou se rozkládat mnoha různými způsoby. Problém je v tom, že stejné výsledky může dosáhnout i mnoho dalších procesů.
Jak mohou vědci rozeznat rozdíl? Krátká odpověď je, že pokud dokážou přijít na všechny ostatní věci, které mohou produkovat Higgsův signál a typickou frekvenci, na které se budou vyskytovat, pak, pokud uvidí více těchto signálů, než naznačují současné teorie, to jim dává místo hledat Higgs.
Experimenty zaznamenaly excesy v podobných rozsazích. A jak tisková zpráva CERN uvedla, „Žádný z těchto excesů není statisticky významnější než válcování raznice a přicházení se dvěma šestkami v řadě. Zajímavé je, že existuje několik nezávislých měření směřujících na oblast 124 až 126 GeV. “
"To je velmi nadějné," řekl Landsberg, který je také profesorem na Brown University. "To ukazuje, že oba experimenty velmi dobře rozumějí tomu, co se děje s jejich detektory." Obě kalibrace zaznamenaly při nízkých hmotnostech excesy. Ale bohužel povaha našeho procesu je statistická a statistika je známá, že hraje vtipné triky jednou za čas. Takže to vlastně nevíme - nemáme dostatek důkazů, abychom to věděli - pokud to, co jsme viděli, je letmý pohled na Higgsův Boson, nebo jsou to jen statistické výkyvy procesu standandského modelu, které napodobují stejný typ podpisů, jaký by přišel pokud je vyroben Higgsův boson. “
Landsberg uvedl, že jediným způsobem, jak se vypořádat se statistikami, je získat více dat a vědci potřebují výrazně zvětšit velikost vzorků dat, aby definitivně odpověděli na otázku, zda Higgsův Boson existuje při hmotnosti 125 GeV nebo nějaké hmotnosti rozsah, který dosud nebyl vyloučen.
Dobrou zprávou je, že v roce 2012 přichází spousta dat.
"Doufáme, že tento rok shromáždíme čtyřnásobek vzorku dat," řekl Landsberg. "A to by nám mělo poskytnout dostatečnou statistickou důvěru, abychom v zásadě vyřešili tuto hádanku a řekli světu, zda jsme viděli první pohledy na Higgsův Boson. Jak tým dnes ukázal, budeme se neustále zvyšovat, dokud nedosáhneme úrovně statistické významnosti, která je považována za dostatečnou pro objev v našem oboru. “
Landsberg řekl, že v tomto malém dosahu není Higgsovi moc místa na skrytí. "Je to velmi vzrušující a říká vám, že jsme skoro tam." Máme dostatečnou citlivost a krásné detektory; potřebujeme jen trochu více času a trochu více dat. Jsem velmi nadějná, že bychom měli být schopni říct něco definitivního někdy v příštím roce. “
Napětí se tedy staví a rok 2012 by mohl být rokem Higgsových.
Více informací: Tisková zpráva CERN, ArsTechnica
