Με «πρόσφατα συμπιεσμένα» σχέδια από τα πιο πρόσφατα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από δύο πειράματα φυσικής σωματιδίων, ομάδες επιστημόνων από το Large Hadron Collider στο CERN, το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής Έρευνας, δήλωσε την Τρίτη ότι είχαν καταγράψει «δελεαστικές συμβουλές» του αόριστου υποατομικού σωματιδίου που είναι γνωστό ως το Higgs Boson, αλλά δεν μπορεί να πει οριστικά ότι υπάρχει… ακόμα. Ωστόσο, προβλέπουν ότι το 2012 το collider run θα φέρει αρκετά δεδομένα για να κάνει τον προσδιορισμό.
«Το ίδιο το γεγονός ότι είμαστε σε θέση να δείξουμε τα αποτελέσματα μιας πολύ εξελιγμένης ανάλυσης μόλις ένα μήνα μετά την καταγραφή του τελευταίου bit των δεδομένων που χρησιμοποιήσαμε είναι πολύ καθησυχαστικό», δήλωσε ο Δρ Greg Landsberg, συντονιστής φυσικής για το Compact Muon Solenoid (CMS) ανιχνευτής στο LHC είπε στο Space Magazine. «Σας λέει πόσο γρήγορος είναι ο χρόνος ανακύκλωσης. Αυτό είναι πραγματικά άνευ προηγουμένου στην ιστορία της φυσικής των σωματιδίων, με τόσο μεγάλα και πολύπλοκα πειράματα να παράγουν τόσα δεδομένα και είναι πολύ συναρπαστικό. "
Προς το παρόν, το βασικό συμπέρασμα περισσότερων από 6.000 επιστημόνων στις συνδυασμένες ομάδες από τους CMS και τους ανιχνευτές σωματιδίων ATLAS είναι ότι μπόρεσαν να περιορίσουν το εύρος μάζας του Standard Model Higgs boson - εάν υπάρχει - να κυμαίνεται από 116- 130 GeV από το πείραμα ATLAS και 115-127 GeV από CMS.
Το πρότυπο μοντέλο είναι η θεωρία που εξηγεί τις αλληλεπιδράσεις των υποατομικών σωματιδίων - η οποία περιγράφει τη συνηθισμένη ύλη από την οποία αποτελείται το Σύμπαν - και στο σύνολό της λειτουργεί πολύ καλά. Αλλά δεν εξηγεί γιατί ορισμένα σωματίδια έχουν μάζα και άλλα δεν έχουν, και επίσης δεν περιγράφει το 96% του Σύμπαντος που είναι αόρατο.
Το 1964, ο φυσικός Peter Higgs και οι συνεργάτες του πρότειναν την ύπαρξη ενός μυστηριώδους ενεργειακού πεδίου που αλληλεπιδρά με ορισμένα υποατομικά σωματίδια περισσότερο από άλλα, με αποτέλεσμα ποικίλες τιμές για τη μάζα σωματιδίων. Αυτό το πεδίο είναι γνωστό ως πεδίο Higgs και το Higgs Boson είναι το μικρότερο σωματίδιο του πεδίου Higgs. Αλλά το Higgs Boson δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη και ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους χτίστηκε το LHC ήταν να προσπαθήσει να το βρει.
Για να αναζητήσουν αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια, ο LHC συνθλίβει τα πρωτόνια υψηλής ενέργειας μαζί, μετατρέποντας κάποια ενέργεια σε μάζα. Αυτό παράγει ένα σπρέι σωματιδίων που συλλέγονται από τους ανιχνευτές. Ωστόσο, η ανακάλυψη των Higgs βασίζεται στην παρατήρηση των σωματιδίων στα οποία αυτά τα πρωτόνια αποσυντίθενται και όχι τα ίδια τα Higgs. Εάν υπάρχουν, είναι πολύ βραχύβια και μπορούν να αποσυντεθούν με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Το πρόβλημα είναι ότι πολλές άλλες διαδικασίες μπορούν επίσης να παράγουν τα ίδια αποτελέσματα.
Πώς μπορούν οι επιστήμονες να πουν τη διαφορά; Μια σύντομη απάντηση είναι ότι αν μπορούν να καταλάβουν όλα τα άλλα πράγματα που μπορούν να παράγουν ένα σήμα τύπου Higgs και την τυπική συχνότητα με την οποία θα εμφανιστούν, τότε αν δουν περισσότερα από αυτά τα σήματα από ό, τι προτείνουν οι τρέχουσες θεωρίες, αυτό τους δίνει μια θέση για να ψάξετε τους Higgs.
Τα πειράματα έχουν δει υπερβολές σε παρόμοιες περιοχές. Και όπως σημείωσε το δελτίο τύπου του CERN, «Λαμβάνοντας μεμονωμένα, καμία από αυτές τις υπερβολές δεν είναι πιο στατιστικά σημαντική από το να κυλήσει κανείς και να βρει δύο έξι στη σειρά. Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι υπάρχουν πολλές ανεξάρτητες μετρήσεις που δείχνουν την περιοχή των 124 έως 126 GeV. "
«Αυτό είναι πολύ ελπιδοφόρο», δήλωσε ο Landsberg, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Brown. «Αυτό δείχνει ότι και τα δύο πειράματα καταλαβαίνουν τι συμβαίνει με τους ανιχνευτές τους πολύ καλά. Και οι δύο βαθμονομήσεις είδαν υπερβολές σε χαμηλές μάζες. Δυστυχώς όμως, η φύση της διαδικασίας μας είναι στατιστική και τα στατιστικά στοιχεία είναι γνωστό ότι παίζουν αστεία κόλπα μερικές φορές. Γι 'αυτό δεν ξέρουμε πραγματικά - δεν έχουμε αρκετά αποδεικτικά στοιχεία για να γνωρίζουμε - αν αυτό που είδαμε είναι μια ματιά του Higgs Boson ή αυτές είναι απλώς στατιστικές διακυμάνσεις της διαδικασίας Standand Model που μιμούνται τον ίδιο τύπο υπογραφών που θα ερχόταν αν παράγεται το Higgs Boson. "
Ο Landsberg είπε ότι ο μόνος τρόπος αντιμετώπισης των στατιστικών είναι η λήψη περισσότερων δεδομένων και οι επιστήμονες πρέπει να αυξήσουν σημαντικά το μέγεθος των δειγμάτων δεδομένων για να απαντήσουν σίγουρα στο ερώτημα εάν το Higgs Boson υπάρχει στη μάζα των 125 GeV ή οποιαδήποτε μάζα εύρος που δεν έχει αποκλειστεί ακόμη.
Τα καλά νέα είναι ότι έρχονται πολλά δεδομένα το 2012.
«Ελπίζουμε να τετραπλασιάσουμε το δείγμα δεδομένων που συλλέχθηκε φέτος», δήλωσε ο Landsberg. «Και αυτό πρέπει να μας δώσει αρκετή στατιστική εμπιστοσύνη για να λύσουμε ουσιαστικά αυτό το παζλ και να πούμε στον κόσμο αν είδαμε τις πρώτες ματιές του Higgs Boson. Όπως έδειξε η ομάδα σήμερα, θα συνεχίσουμε να αυξάνουμε μέχρι να φτάσουμε σε ένα επίπεδο στατιστικής σημασίας που θεωρείται επαρκές για ανακάλυψη στον τομέα μας. "
Ο Landsberg είπε ότι σε αυτό το μικρό εύρος, δεν υπάρχει πολύς χώρος για τους Higgs να κρυφτούν. «Αυτό είναι πολύ συναρπαστικό και σας λέει ότι είμαστε σχεδόν εκεί. Έχουμε αρκετή ευαισθησία και όμορφους ανιχνευτές. χρειαζόμαστε λίγο περισσότερο χρόνο και λίγο περισσότερα δεδομένα. Ελπίζω να μπορέσουμε να πούμε κάτι οριστικό μέχρι το επόμενο έτος. "
Άρα η αγωνία χτίζει και το 2012 θα μπορούσε να είναι η χρονιά των Χιγκς.
Περισσότερες πληροφορίες: Δελτίο τύπου CERN, ArsTechnica
