Az LHC még életben tartja a Higgs-reményeket

A részecskefizikusok számára rendkívül csábító fluktuációkat észlelt a Nagy Hadronütköztető (LHC) egyik detektora, ami elvileg a régóta keresett Higgs-bozonra is utalhat, a tudósok azonban csínján bánnak ezekkel a részecske többlet eseményekkel, az ilyen kiugrások döntő többsége ugyanis a további vizsgálatok során rendre eltűnik.

Az új eredmények az közel fénysebességgel ütköztetett protonsugarakból összegyűjtött adatok inverz femtobarn elemzésein alapulnak. Az ütközésekből származó "törmelékeket" két különböző kísérlet, az Atlas és a CMS tudósai vizsgálják át, elsődleges céljuk a Higgsre, a legszélesebb körben elfogadott részecskefizikai elmélet, a Standard Modell utolsó hiányzó darabjára utaló jelek keresése. A Higgs nélkül a fizikusok nem tudják megmagyarázni, miért rendelkeznek a részecskék tömeggel, azonban minden eddigi erőfeszítésük ellenére a bozon még mindig csak elméleti síkon létezik.

Egy valami biztos, ha a szubatomi részecske létezik, akkor egyre kevesebb helyen bújhat meg, mondta az LHC-t üzemeltető CERN vezetője. "Egy inverz femtobarnnal nem lehet lefedni a Higgs bozonnak engedélyezett teljes tömeg területet" - mondta Rolf-Dieter Heuer professzor. "Mindazonáltal a kísérletek most már - sajnos - egészen nagy részét kizárták ennek az engedélyezett tartománynak"

A fizikusok szerint a Higgs nagy valószínűséggel az alacsony tömeg tartományban helyezkedik el, 114 és 140 gigaelektronvolt között. Bár a gigaelektronvolt egy energia mértékegység, a részecskefizikában a tömeg és az energia Einstein speciális relativitás elmélete miatt felcserélhető (E=mc²). Heuer professzor beszámolója szerint az alacsony tömegeken történt kutatások során "itt-ott" enyhe fluktuációkat észleltek, ezekre azonban az adatok kis mennyisége miatt számítottak. "Minél több adatot gyűjtünk, annál érdekesebbé válik az összkép" - magyarázta.

Az egyik esélyes eseményt az Atlas csapata észlelte a magasnak mondható 250 GeV szinten, ez 2,8-as szigma, vagyis normál eltérési szintet ért el. Egy három szigmás eredmény nagyjából egy az ezerhez esélyt ad annak, hogy az eredmény valamilyen statisztikai hibának tulajdonítható, ez a szint már erőteljes utalás arra, hogy az észlelt hatás nem a véletlen vagy valamilyen tévedés műve. Ha feldobunk egy pénzérmét és az háromszor a fej oldalával felfelé ér földet, az még bőven a szerencse számlájára írható, ha azonban ez nyolcnál többszor történik, akkor már erős a gyanú, hogy egy cinkelt érmével állunk szemben, ez felel meg a háromszigmás szintnek. A hivatalos felfedezéshez ötszigmás bizonyosságot kell felmutatni, ami egy a millióhoz esélyt jelent a tévedésre, pénzfeldobásos példánkban ez több mint 20 egymást követő fejet jelentene.


Az Atlas egy másik fluktuációt is észlelt 130 és 150 GeV között, ami 2,5-ös szigma szintet kapott. A fizikusok izgatottan várják a további fejleményeket, ugyanakkor sokan attól tartanak, hogy ezeket a kiugrásokat könnyedén eltüntethetik a további vizsgálatok.