Rezultaty badań w Wielkim Zderzaczu Hadronów (ang. Large Hadron Collider - LHC), otrzymane w eksperymentach ATLAS i CMS zostały zaprezentowane na konferencji Lepton-Photon w Bombaju w Indiach - poinformował w przesłanym PAP komunikacie dr Marek Pawłowski, pełnomocnik dziekana Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW). W eksperymentach tych brali udział polscy naukowcy.

Reklama

Bozon Higgsa, według hipotezy z lat sześćdziesiątych 20. wieku, ma być elementem mechanizmu decydującego o masie cząstek elementarnych. Potwierdzenie lub wykluczenie jego istnienia jest jednym z głównych celów programu eksperymentalnego w (LHC).

Doświadczenia ATLAS i CMS z 95 proc. pewności wykluczyły istnienie cząstki Higgsa niemal w całym regionie mas od 145 do 466 gigaelektronowoltów (GeV). Gigaelektronowolt to energia, jaką uzyskuje elektron, który byłby przyspieszany napięciem równym 1 gigawoltowi (10^9 wolta). Istnienie cząstki Higgsa lżejszej niż 114,4 GeV zostało wykluczone dekadę wcześniej przez eksperymenty wykonane przy akceleratorze LEP - poprzedniku LHC. Naukowcom pozostaje więc do zbadania obszar od ok. 114 do 145 GeV.

"Ten nowy wynik jest bardzo interesujący, ale nie jest zaskakujący. Jest sporo przesłanek za tym, że jeśli cząstka Higgsa istnieje, to z masą około 120-140 GeV, a więc poniżej obszaru wykluczonego" - przyznaje prof. Stefan Pokorski z FUW, dodając że nie wykluczono też istnienia cząstek Higgsa o masie większej niż 466 GeV, a teorie przewidują ich masę nawet do 800 GeV. Jak zaznacza, zarówno odkrycie cząstki Higgsa jak i wykluczenie jej istnienia będzie wielkim odkryciem. Jego zdaniem dla obu tych scenariuszy zaprezentowany w Bombaju wynik jest bardzo ważny.

"To ekscytujące czasy dla fizyki cząstek elementarnych. Nowe odkrycia są niemal pewne w ciągu najbliższych 12 miesięcy. Jeśli Higgs istnieje, eksperymenty wkrótce go znajdą. Jeśli nie, jego brak wytyczy kierunki rozwoju nowej fizyki" - uważa dyrektor ds. badań CERN, Sergio Bertolucci.

Prof. Agnieszka Zaleska-Bąk, przedstawicielka polskich fizyków w Radzie CERN, ocenia, że akcelerator LHC przy podniesionej energii wiązek i po dalszym podniesieniu liczby przyspieszanych protonów, powinien ponadto pomóc w przetestowaniu koncepcji teoretycznych alternatywnych do cząstki Higgsa. "Jeśli to urządzenie (LHC - PAP) będzie nadal tak dobrze pracować, to do końca 2012 roku powinniśmy już na pewno wiedzieć, czy Cząstka Higgsa z Modelu Standardowego istnieje czy nie. Wielu spośród fizyków teoretyków uważa, że niezaobserwowanie Higgsa jest wręcz ciekawsze niż jego zaobserwowanie" - uważa fizyczka.

Mechanizm Higgsa w Modelu Standardowym jest jednym z kilku możliwych sposobów wyjaśnienia faktu że masy cząstek elementarnych różnią się. Zgodnie z hipotezą mechanizmu Higgsa przestrzeń jest wypełniona tzw. polem Higgsa, z którym oddziałują cząstki. Te rodzaje cząstek, które oddziałują silniej z polem, mają większą masę od tych, które oddziałują słabiej, a dzieje się tak w pewnym sensie podobnie jak w przypadku wyścigowego bolidu, który znacznie łatwiej rozcina powietrze niż autobus.

"Mało kto uważa Model Standardowy (którego potwierdzeniem byłoby znalezienie bozonu Higgsa jako ostatniej brakującej cegiełki) za w pełni zadawalającą teorię. Argumentów jest wiele. (...) Najbardziej chyba przekonywającym spośród nich jest brak w Modelu Standardowym naturalnego wyjaśnienia pochodzenia ciemnej materii we Wszechświecie. Dlatego też od wielu już lat fizycy intensywnie poszukiwali alternatywnych teorii, które mogłyby rozwiązać problemy Modelu Standardowego" - komentuje prof. Leszek Roszkowski z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.