Ar “svaigi izspiestiem” grafikiem no jaunākajiem datiem, kas iegūti no diviem daļiņu fizikas eksperimentiem, Eiropas Kodolpētījumu centra CERN Lielā hadronu sadursmes zinātnieku grupas otrdien paziņoja, ka ir ierakstījušas “kārdinošus mājienus” no nezināmajām zināmajām subatomiskajām daļiņām. kā Higsa bosons, bet nevar pārliecinoši apgalvot, ka tas eksistē… pagaidām. Tomēr viņi prognozē, ka 2012. gada sadursmju braucieniem jāsniedz pietiekami daudz datu, lai izdarītu lēmumu.
"Tas, ka mēs spējam parādīt ļoti sarežģītas analīzes rezultātus tikai mēnesi pēc pēdējā izmantotā datu pārskata, ir ļoti pārliecinoši," saka Dr. Gregs Landsbergs, kompaktā mūrīna (CMS) fizikas koordinators. detektors LHC pastāstīja žurnālam Space. “Tas jums saka, cik ātrs ir apgrozījuma laiks. Tas ir patiesi nepieredzēts daļiņu fizikas vēsturē, kad tik lieli un sarežģīti eksperimenti rada tik daudz datu, un tas ir ļoti aizraujoši. ”
Pagaidām galvenais vairāk nekā 6000 zinātnieku secinājums par apvienotajām komandām no CMS un ATLAS daļiņu detektoriem ir tāds, ka viņi spēja ierobežot Higsa boza standarta modeļa masas diapazonu - ja tāds pastāv - diapazonā no 116- 130 GeV pēc eksperimenta ATLAS un 115-127 GeV pēc CMS.
Standarta modelis ir teorija, kas izskaidro subatomisko daļiņu mijiedarbību - kas apraksta parasto matēriju, no kuras sastāv Visums, un kopumā tā darbojas ļoti labi. Bet tas neizskaidro, kāpēc dažām daļiņām ir masa, bet citām nav, un tas arī neapraksta 96% Visuma, kas ir neredzams.
1964. gadā fiziķis Pīters Higss un kolēģi ierosināja noslēpumaina enerģijas lauka eksistenci, kas vairāk nekā citi mijiedarbojas ar dažām subatomiskajām daļiņām, kā rezultātā daļiņu masai ir dažādas vērtības. Šis lauks ir pazīstams kā Higsa lauks, un Higsa bosons ir mazākā Higsa lauka daļiņa. Bet Higsa bosons vēl nav atklāts, un viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc LHC tika uzcelts, bija mēģinājums to atrast.
Lai meklētu šīs sīkās daļiņas, LHC kopā sadala augstas enerģijas protonus, pārveidojot daļu enerģijas masā. Tādējādi tiek izsmidzinātas daļiņas, kuras uztver detektori. Tomēr Higsa atklāšana ir atkarīga no tā, kā novērojamas daļiņas, kurās šie protoni sadalās, nevis pats Higss. Ja tie pastāv, tie ir ļoti īslaicīgi un var sadalīties daudzos dažādos veidos. Problēma ir tā, ka daudzus citus procesus var dot arī tādus pašus rezultātus.
Kā zinātnieki var pateikt atšķirību? Īsā atbilde ir: ja viņi var izdomāt visas citas lietas, kas var radīt Higsa veida signālu, un tipisko frekvenci, kādā tie notiks, tad, ja viņi redz vairāk šo signālu, nekā liecina pašreizējās teorijas, tas viņiem piešķir vietu meklēt Higgu.
Eksperimentos līdzīgos diapazonos ir novērotas pārmērības. Un kā atzīmēja CERN paziņojums presei: “Atsevišķi ņemts vērā, neviens no šiem pārspīlējumiem nav statistiski nozīmīgāks par ritentiņa pagriešanu un divu sešinieku pēc kārtas noformēšanu. Interesanti ir tas, ka ir vairāki neatkarīgi mērījumi, kas norāda uz reģionu no 124 līdz 126 GeV. ”
"Tas ir ļoti daudzsološi," sacīja Landsbergs, kurš ir arī Brauna universitātes profesors. “Tas parāda, ka abi eksperimenti ļoti, ļoti labi saprot, kas notiek ar viņu detektoriem. Abās kalibrēšanas reizēs mazās masās bija pārspīlēti. Bet diemžēl mūsu process ir statistikas raksturs, un ir zināms, ka statistika reizēm spēlē smieklīgus trikus. Tāpēc mēs īsti nezinām - mums nav pietiekami daudz pierādījumu, lai zināt - ja tas, ko mēs redzējām, ir ieskats Higsa Bosonā, vai arī tie ir tikai statistiskā modeļa procesa svārstības, kas atdarina tāda paša veida parakstus, kādi būtu ja tiek ražots Higsa Bosons. ”
Landsbergs sacīja, ka vienīgais veids, kā tikt galā ar statistiku, ir iegūt vairāk datu, un zinātniekiem ir ievērojami jāpalielina datu paraugu lielums, lai noteikti atbildētu uz jautājumu par to, vai Higsa bosons pastāv ar masu 125 GeV vai kādu citu diapazons, kas vēl nav izslēgts.
Labā ziņa ir tā, ka 2012. gadā nāk ļoti daudz datu.
"Mēs ceram četrkāršot šogad apkopoto datu paraugu," sacīja Landsbergs. “Un tam vajadzētu dot mums pietiekamu statistisko pārliecību, lai būtībā atrisinātu šo mīklu un pasaulei pateiktu, vai mēs redzējām pirmos Higsa Bosona skatienus. Kā komanda šodien parādīja, mēs turpināsim palielināties, līdz sasniegsim statistiskās nozīmības līmeni, kas tiek uzskatīts par pietiekamu atklāšanai mūsu jomā. ”
Landsbergs sacīja, ka šajā nelielajā diapazonā Higsam nav daudz iespēju paslēpties. “Tas ir ļoti aizraujoši, un tas jums saka, ka mēs esam gandrīz tur. Mums ir pietiekami jutība un skaisti detektori; mums vajag tikai nedaudz vairāk laika un nedaudz vairāk datu. Es ļoti ceru, ka kaut kad nākamgad mums būs jāspēj pateikt kaut ko galīgu. ”
Tātad tiek veidots pagaidu darbs, un 2012. gads varētu būt Higsa gads.
Vairāk informācijas: CERN paziņojums presei, ArsTechnica
