A Higgs-bozon első nyomára akadtak

A genfi CERN kutatóközpont tudósai megfigyelhették a Higgs-bozonra utaló első jeleket, és úgy vélik, hogy hamarosan bizonyítani is képesek lesznek az elemi részecske létezését. A részecskefizika Standard Modelljének ezen utolsó hiányzó darabja adna választ az anyag szerkezetét illetően. A felfedezés szenzációs hír lenne.

Egy proton-proton ütközés illusztrációját láthatjuk, ami az ATLAS detektor által rögzített Higgs-részecskét hozhatott létre. Az Higgs-bozon röviddel megjelenését követően négy részecskévé alakul, amelyek megtalálhatóak a detektorban. (Kredit: ill.: ATLAS Experiment)

 „Valóban a Higgs részecske első bizonyítékát figyelhettük meg, azonban még túl korai volna bármilyen végleges megállapítást tenni,” mondja Prof. Dr. Volker Büscher, a németországi Johannes Gutenberg Mainz Egyetem fizikai intézetének kutatója. „És ha kiderül erről az új bizonyítékról, hogy valóban helyes, akkor a most elemzés alatt álló adatok első alkalommal fognak tájékoztatást adni a Higgs-bozon tömegéről,” teszi hozzá Prof. Dr. Stefan Tapprogge. A Mainz Egyetemen mintegy 50 fizikus vesz részt a CERN-ben folyó kutatásokban, különösen az ATLAS kísérletben, ami egyike a Higgs-részecske kutatását végző két fő kísérletnek.

A Higgs-bozont, amelyet gyakran isteni részecskének is neveznek, először Peter Higgs angol fizikus jósolta meg csaknem 50 éve, és azóta keresik folyamatosan a világ tudósai. A felfedezés megmagyarázná minden más elemi részecske tömegét. Csupán két évvel az indulása után, a Large Hadron Collider (LHC) proton-proton ütköztetései nemrégiben eredményeket mutattak fel, ezzel nagy reményt adva a tudósoknak. „Jelen pillanatban két dolgot jelenthetünk ki,” mondja Büscher. „Az első, hogy a Higgs-bozon valóban az előzetesen feltételezett karakterisztikával rendelkezik, tömege valahol 115 és 131 GeV/c² között van – ez okkal szűkebb tartomány, mint amivel egy éve rendelkeztünk. A második pedig, hogy egy sor olyan izgalmas eseményre leltünk, ami az első közvetlen bizonyítékául szolgálhat a kb. 125 GeV/c² tömegű Higgs-bozonnak.” A kísérletek a CERN-ben egész évben folytatódni fognak. Ha a bizonyíték megerősítést nyer, akkor a Higgs-bozon nagyjából 125-ször lenne nehezebb a protonnál.

Az ATLAS detektorból származó új adatok mellett az LHC második legnagyobb részecske detektora, a Compact Muon Solenoid (CMS) is hasonló jelzéseket mutatott. A megerősítés egy álom teljesülését jelentené a Volker Büscher-rel és Stefan Tapprogge-vel dolgozó tudósoknak. Sokan szentelték akadémikusi karrierjüket a Higgs-részecske vadászatára – és pont most vesznek részt a dologban, amikor kezd igazán izgalmassá válni. „Ez egy nagyszerű pillanat mindannyiunk számára, és csodálatos volna, ha megfigyeléseink beigazolódnának,” mondja Tapprogge. A tudósok egyelőre még nem beszélnek felfedezésről, ugyanis az idáig megfigyelt események száma egyelőre nem elég nagy ahhoz, hogy statisztikailag kizárható legyen egy véletlen hatás. Mindenesetre, az a tény, hogy két egymástól független kísérlet, az ATLAS és a CMS is ugyanabba az irányba mutat, nagy izgalmat teremt és felveti annak a reményét, hogy ez valóban a titokzatos Higgs-részecske.

Az elmélet szerint a Higgs-részecske ad a Standard Modell más elemi részecskéinek tömeget. Fizikusok szerint a Higgs-részecskék által keltett ún. Higgs-mező kitölti az egész Univerzumot. Attól függően, hogy az egyes elemi részecskék milyen erős kölcsönhatásba lépnek a Higgs-mezővel, nagyobb vagy kisebb tömeggel rendelkeznek. Ha a hiányzó részecskét ténylegesen felfedezik, akkor az nemcsak a modellt igazolja, hanem egy új kutatási terület kezdetét is megjelöli. Az LHC ideális feltételeket biztosít a Higgs-mező és a tömeg eredetének a tanulmányozásához, különösen azzal a nagyobb protonnyaláb energiával, amit 2014-től terveznek alkalmazni.

Forrás: www.sciencedaily.com és http://www.uni-mainz.de

Püski László