NAUKOWCY Z CERN PRZEDSTAWIAJĄ WYNIKI BADAŃ
Ilustracja przedstawia bozon Higgsa.
rys. Lucas Taylor
- Wyniki eksperymentów ATLAS i CMS sugerują, że cząstka Higgsa istnieje - poinformował ośrodek badawczy CERN. - Te dane są dość wczesne, ale w tym przypadku to i tak dużo - komentuje prof. Edward Bartnik, fizyk UW.
Rzeczniczka eksperymentu ATLAS Fabiola Gianotti i rzecznik CMS Guido Tonelli przedstawili we wtorek po południu
na seminarium w Genewie dotychczasowe wyniki poszukiwania bozonu Higgsa - cząstki elementarnej, której istnienie przewiduje Model Standardowy.
Naukowcy ustalili na razie, że jeśli bozon Higgsa istnieje, to jego masa jest ograniczona do zakresu 116-130GeV przez eksperyment ATLAS i do zakresu 115-127 GeV przez CMS. Zespoły obu eksperymentów zaobserwowały ślady wskazujące na pojawienie się w akceleratorze cząstek o takiej właśnie masie i właściwościach, jakie według przewidywań Modelu Standardowego powinna mieć cząstka Higgsa. Ślady te nie są jednak na tyle silne, by można było oficjalnie ogłosić odkrycie.
- Te dane są dosyć wczesne, ale w tym przypadku to i tak bardzo dużo – mówi w rozmowie z portalem TVN Meteo
prof. Edward Bratnik, fizyk z UW. – Żeby odkryć hiperjądra (typ jądra atomowego – red.) wystarczyło jedno zdjęcie. Tutaj sytuacja jest bardziej skomplikowana. Naukowcy z CERN obserwują produkty rozpadu nietrwałych cząstek, dlatego wyniki badań są bardzo pośrednie – tłumaczy profesor i dodaje, że to właśnie na podstawie wyników badacze mogą wnioskować, że bozon Higgsa rzeczywiście istnieje.
350 bilionów kolizji
Do poszukiwań m.in. boskiej cząstki zbudowano 30 lat temu najpotężniejszy akcelerator cząstek elementarnych - Wielki Zderzacz Hadronów (ang. LHC - Large Hadron Collider). Znajduje się on w tunelu o średnicy 9 km, 100 metrów pod ziemią, w laboratorium Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN, w pobliżu Genewy na granicy francusko-szwajcarskiej.
Pracujący przy poszukiwaniach boskiej cząstki naukowcy zostali podzieleni na dwa zespoły. Pracowali na niezależnych od siebie detektorach (ATLAS i CMS), które opierają się na różnych technologiach. Razem przeprowadzili 350 bilionów kolizji, które pozwoliły stwierdzić, że bozon może istnieć. Wyniki badań obu zespołów są w 90 proc. zgodne.
"Może bozon, może fluktuacja"
- Ograniczyliśmy najbardziej prawdopodobny region masy bozonu Higgsa do 116-130 GeV i w ciągu ostatnich kilku tygodni zaczęliśmy obserwować intrygującą nadwyżkę przypadków w okolicy masy 125 GeV. Te nadwyżki mogą być fluktuacją, ale może to być też coś bardziej interesującego. Nie możemy sformułować żadnych konkluzji na tym etapie. Potrzebujemy głębszych analiz i więcej danych. Zważywszy na doskonałe działanie LHC w tym roku, nie będziemy musieli czekać długo na wystarczającą ilość danych, by rozwiązać tę zagadkę w roku 2012 - tłumaczy Fabiola Gianotti, rzeczniczka eksperymentu ATLAS w komunikacie rozesłanym we wtorek przez CERN.
- Nie możemy wykluczyć obecności bozonu Higgsa w ramach Modelu Standardowego między 115 i 127 GeV w związku z niewielką nadwyżką przypadków w tym obszarze, która pojawia się spójnie w pięciu niezależnych kanałach. Nadwyżka jest najbardziej zgodna z bozonem Higgsa w ramach Modelu Standardowego w okolicy 124 GeV i poniżej, ale statystycznie nie jest wystarczająco duża, by powiedzieć cokolwiek rozstrzygającego. Na dzień dzisiejszy, to, co obserwujemy, jest zgodne tak z fluktuacją tła, jak z obecnością bozonu. Ulepszone analizy i dodatkowe dane dostarczone w 2012 roku przez tę wspaniałą maszynę udzielą definitywnej odpowiedzi - zapowiada Guido Tonelli, rzecznik eksperymentu CMS.
- Szanse na to, że to tylko fluktuacja są dość niskie. Jeśli jednak to prawda to też dobrze. Fizycy będą musieli wówczas popracować nad całkiem nowym modelem cząstek, a to nie będzie takie proste - komentuje prof. Edward Bartnik.
Boska cząstka
Tzw. bozon Higgsa ma być częścią mechanizmu sprawiającego, że cząstki mają taką, a nie inną masę. Sama cząstka, jak wynika z dotychczasowych eksperymentów, może mieć masę między 115 a 130 GeV (gigaelektronowoltów). Na razie jednak danych jest na tyle mało, że nie można z całą pewnością ogłosić, że cząstka została odkryta.
Zgodnie z hipotezą mechanizmu Higgsa, przestrzeń jest wypełniona tzw. polem Higgsa, z którym oddziałują wszystkie cząstki. Te rodzaje cząstek, które oddziałują silniej z polem, mają większą masę od tych, które oddziałują słabiej. Działa to podobnie jak w przypadku wyścigowego bolidu, który znacznie łatwiej rozcina powietrze niż autobus.
Właśnie dlatego bozon Higgsa nazywany jest też "boską cząstką" - ponieważ ma być odpowiedzialny za to, że materia w ogóle posiada masę. Jego istnienie zostało uzasadnione teoretycznie w drugiej połowie XX wieku.
"Badamy 4 proc. wszechświata"
Prof. Bartnik wyjaśnia, co wydarzy się dalej po wtorkowej publikacji CERN. - To odkrycie nie niesie ze sobą żadnych implikacji. To jest czysta nauka. Naukowcy zajmujący się badaniami tego typu mają jeden cel: zrozumieć świat - mówi naukowiec.
- Cząstki, które badamy to 4 proc. wszechświata, 20 proc. kolejnych to tzw. czarna materia, której nic nie widzimy. Z kolei ok. 75 proc. to ciemna energia, o niej nic nie wiemy – dodaje fizyk. - To jest kolejny krok do poznania wszechświata, ale model ten na pewno trzeba będzie rozszerzyć - uważa profesor.









więcej zdjęć

Komentarzy35