Szorul a hurok az isteni részecske körül

Új részecskét fedeztek fel a Nagy Hadronütköztetőben - ez már szinte biztos. Azt azonban még ellenőrizni kell, valóban a Higgs-bozonról van-e szó. A Nature folyóirat nem várta meg a CERN szerdai nagy bejelentését.

Peter Higgs

A CERN szerda reggel jelenti be a Higgs-bozon utáni hajsza legfrissebb eredményeit. A Nature azonban nem várta meg a sajtótájékoztatót, honlapján már hétfőn este olvasható volt a bejelentés várható tartalma: az LHC-kísérleteiben új részecskét találtak, méghozzá a Higgs-részecske valószínűsíthető tulajdonságaival.

Célegyenesben a hajsza

Az isteni részecske létezését közel fél évszázada jósolták meg a fizikusok - a Higgs léte megmagyarázza, miért van a részecskéknek tömege. A részecskefizika úgynevezett standard modelljének utolsó, hiányzó darabját, a Higgs-bozont azonban mind a mai napig nem sikerült kísérletileg kimutatni. 

Az LHC (Large Hadron Collider, Nagy Hadronütköztető) nagyenergiás részecskeütközéseiben három éve kutatják a fizikusok az isteni részecske nyomait. Az ATLAS detektor adatai már tavaly Higgs-részecskék keletkezését sejtették, azonban a statisztika még nem volt kielégítően részletes. A több száz trilliónyi proton-proton ütközés elemzése után a múlt héten beérkező adatok már hitelesen tanúsítanak egy új részecske létezéséről.

A Higgset akkor csíphetik nyakon, amikor két nagyenergiás fotonra bomlik el - ez a legtisztább módja a detektálásának. Az ATLAS adataiban mostanra világosan kirajzolódott a csúcs, amely az ilyen eseménytípust jelzi: mindebből az következik, hogy a Higgs tömege 125 GeV (gigaelektronvolt) körül van. Ez megegyezik azzal, amit a tavalyi eredmények sejtettek, és megegyezik azzal is, amit az LHC más detektorainál - köztük a magyar érdekeltségű CMS-nél - végzett kísérletek, a Higgs más típusú bomlási folyamatai alapján vélelmeznek a kutatók. Továbbá egyetértésben van azzal is, amit az amerikai Tevatron gyorsító adatai alapján jelentettek be a minap a Fermilabnál.

A Nagy Hadronütköztető

Tényleg a Higgs?

A fizikusok mindaddig nem beszélnek felfedezésről, ameddig a statisztika el nem éri az úgynevezett 5 szigmás határt. Ez az érték azt jelenti, hogy mindössze 0.00006% annak a valószínűsége, hogy a detetektorok jelei alapján felállított hipotézis - azaz, hogy új részecskét találtak - téves. Az ATLAS és CMS detektorok jelszintje 4,5 és 5 szigma között van - az eredmény tehát majdnem biztosra vehető.

Kérdés azonban, hogy valóban a Higgs-bozont találták-e meg. Vagyis, hogy az új részecske tényleg rendelkezik-e mindazokkal a tulajdonságokkal, amelyeket a standard modell jósol a Higgsnek. A következő fontos lépés azt megvizsgálni, hogyan keletkezik és bomlik az új részecske különböző részecskefizikai folyamatokban - írja a Nature.

"Folyamatosan dolgozzuk fel az adatokat, de mindaddig amíg az ATLAS és CMS szóvívői nem állnak ott a nagyközönség előtt, időszerűtlen minden további spekuláció"- mondta a Nature feltételezéseire James Gillies, a CERN kommunikációs igazgatója. A folyóirat elképzeléseit mindenesetre erősíti, hogy a 60-as években kidolgoztott Higgs-mechanizmus elméletének megalkotói közül négyen - köztük a névadó Peter Higgs is - ott lesznek a holnapi nagy bejelentésen.

Gömöri Márton