Higgsi boson üllatusi ei valmistanud
Suure Tuumaosakeste Põrguti ATLAS eksperimendi töörühm teatas eile toimunud seminaril, et on seni prootonite põrgutamisel kogutud andmeid analüüsides näinud Higgsi bosoni kaheks tau-osakeseks lagunemisele viitavat signaali, mille tugevnemine võimaldaks välistada osa eksootilisemat füüsikat kirjeldavatest mudelitest.
Nobeli füüsikapreemia pälvisid sellel aastal teadlased, kes ennustasid Higgsi välja ja sellega seonduva väljaosakese – Higgsi bosoni – olemasolu. Väli annab kõige laialdasemalt tunnust leidnud teooria kohaselt seisumassi kõigile algosakestele peale valgusosakeste ja gluuonite. Ent omal ajal lõid Peter Higgs ja François Englert Higgsi mehhanismi veidi kitsama nähtuse selgitamiseks. Osakestefüüsika hüppelise arengu tulemusena leiti, et aine algosakesi üksteiseks muutval nõrka vastastikmõju vahendavatel väljaosakestel on seisumass. Samas puudus see tuntuimal väljaosakesel, footonil.
Seeläbi ei ennusta mitte kõik mudelid, et Higgsi mehhanism annab seisumassi kõigile algosakestele. Küll aga teeb seda standardmudel, millest on saanud kaasaegse osakestefüüsika alustala. Selle paikapidavuse tõestamiseks peab Higgsi boson lagunema aeg-ajalt ka aine algosakesteks. Bosoni olemasolu kinnitati eelmisel aastal ainult selle väljaosakesteks lagunemisele viitavate signaalide alusel. Eile esitletud tulemused näitavad aga esmakordselt, et leitud Higgsi boson laguneb tõepoolest ka aineosakesteks.
ATLAS eksperimendi juures töötav teadlaste rühm märkas prootonite põrgutamise tulemusena tekkivate lagunemisjääkide hulgas veidi rohkem tauks kutsutavaid osakesi. Tau-leptonid on sarnaselt elektronidele negatiivse laenguga, ent nendest tunduvalt raskemad. Tasub märkida, et tegu on esialgsete tulemustega. Nende olulisus on 4,1 sigmat. Kuigi argisematel teadusaladel oleks üks võimalus 15 tuhandest, et tegu on valesignaaliga, tulemuste usaldusväärsuses veendumiseks piisav, on see osakestefüüsikas kokkupõrgete arvu tõttu veel liiga nõrk signaal.
Kuigi see võib edasise analüüsi tulemusena veel tugevneda, saabub kindel selgus 2015. aastal, mil Suures Tuumaosakeste Põrgutis taas prootoneid põrgutama hakatakse. Kõrgemal energial toimuvate kokkupõrgete tulemusena tekib kordades rohkem andmeid. Teiste lagunemisjääkide võrdlemine standardmudeli poolt ennustatavaga võimaldab kontrollida, kas leitud bosoni näol on tõepoolest tegu standardmudeli Higgsi bosoniga.
Vaata veel:
ATLAS results on Higgs boson searches in fermion final states (Cern)