Vaizdo kreditas: „Berkeley Lab“
Kai siužetas tirštėja, kai išsiskleidžia paslaptis, Higso bozonas ką tik tapo sunkesnis, nors subatominės dalelės dar nerastos. Laiške mokslo žurnalui „Nature“, paskelbtame 2004 m. Birželio 10 d. Numeryje, tarptautinis mokslininkų, dirbančių „Fermi“ nacionalinės greitintuvo laboratorijos („Fermilab“) akseleratoriuje, bendradarbiavimas praneša apie kol kas tiksliausius viršutinės dalies masės matavimus. kvarkas? rasta subatominė dalelė? ir tam reikia aukščiau pakoreguoti ilgai postuliuotą, bet vis dar nepastebėtą Higso bozoną.
„Kadangi didžiausia varškės masė, apie kurią mes pranešame, yra šiek tiek didesnė, nei išmatuota anksčiau, tai reiškia, kad greičiausiai ir didesnė yra Higso masė“, - sako Ronas Madarasas, fizikas iš JAV Energetikos departamento Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos (Berkeley). Laboratorija), vadovaujanti vietiniam dalyvavimui „D-Zero“ eksperimente „Tevatron“. „Labiausiai tikėtina, kad Higso masė padidėjo nuo 96 iki 117 GeV / c2“? GeV / c2 yra bendras dalelių ir fizikos masės vienetas; protono masė matuoja apie 1 GeV / c2? „O tai reiškia, kad tikriausiai jis nėra jautrus dabartiniams eksperimentams, tačiau labai tikėtina, kad bus rastas būsimuose eksperimentuose CERN statomame dideliame hadronų kollideryje“.
Higso bozonas buvo vadinamas trūkstamu saitu standartiniame dalelių ir laukų modelyje - teorijoje, kuri buvo naudojama pagrindinei fizikai paaiškinti nuo 1970 m. Iki 1995 m. Taip pat trūko viršutinio kvarco, tačiau tada eksperimentinės komandos, dirbusios dviejose didelėse „Tevatron“ detektorių sistemose - „D-Zero“ ir CDF, sugebėjo ją atrasti savarankiškai.
Mokslininkai mano, kad Higgso bozonas, pavadintas škotų fizikui Peteriui Higgsui, kuris pirmą kartą teorizavo jo egzistavimą 1964 m., Yra atsakingas už dalelių masę, medžiagos kiekį dalelėje. Remiantis teorija, dalelė įgyja masę per sąveiką su Higso lauku, kuris, kaip manoma, prasiskverbia į visą kosmosą ir buvo lyginamas su melasa, kuri prilimpa prie bet kokių per ją riedančių dalelių. Higso lauką neštų Higso bozonai, lygiai taip pat kaip elektromagnetinį lauką neša fotonai.
„Standartiniame modelyje Higso bozono masė yra koreliuojama su viršutine kvarco mase“, - sako Madaras, „todėl patobulinus viršutinės kvarco masės matavimus gaunama daugiau informacijos apie galimą Higso bozono masės vertę“.
Pagal standartinį modelį, visatos pradžioje buvo šeši skirtingų rūšių kvarkai. Aukščiausi kvarkai egzistuoja tik trumpą laiką, kol suskyla į apatinį kvarką ir W bozoną, o tai reiškia, kad tų, kurie buvo sukurti visatos gimimo metu, jau seniai nebėra. Tačiau Fermilabo „Tevatron“, galingiausiame pasaulyje susidūrime, milijardų protonų ir antiprotonų susidūrimai kartais sukelia aukščiausią kvarką. Nepaisant trumpo pasirodymo, šiuos aukščiausius kvarkus galima aptikti ir apibūdinti atliekant „D-Zero“ ir CDF eksperimentus.
Paskelbdamas „D-Zero“ rezultatus, eksperimento atstovas spaudai Johnas Womersley sakė: „Analizės technika, leidžianti išgauti daugiau informacijos iš kiekvieno detektoriaus įvykusio viršutinės kvarkos įvykio, žymiai pagerino pliuso ar minuso 5,3 GeV / c2 tikslumą. didžiausias masės matavimas, palyginti su ankstesniais matavimais. Naujasis matavimas yra palyginamas su visų ankstesnių aukščiausių kvarco masės matavimų tikslumu. Kai šis naujas rezultatas derinamas su visais kitais „D-Zero“ ir CDF eksperimentų matavimais, naujasis viršutinės masės vidurkis pasaulyje tampa 178,0 plius arba minus 4,3 GeV / c2. “
„D-Zero“ detektorių sistemą sudaro centrinis sekimo detektorių rinkinys, hermetiškas kalorimetras energijai matuoti ir didelė kieto kampo muonų detektorių sistema. „Berkeley Lab“ suprojektavo ir pagamino du elektromagnetinius galinius dangtelio kalorimetrus ir pradinį viršūnių detektorių - vidinį stebėjimo sistemos komponentą. Sekimo detektoriai papildo kalorimetrus matuojant dalelių trajektorijas. Tik sujungę trajektoriją ir energijos matavimus, mokslininkai gali nustatyti ir apibūdinti daleles.
Nors atrodo, kad padidinus aukščiausios varškės masės centrinę vertę sumažėja tikimybė, kad Higso bozonas gali būti aptiktas „Tevatron“, tai atveria platesnes duris naujiems supersimetrijos atradimams, dar vadinamiems SUSY, standartinio modelio pratęsimu, kuris vienija jėgos ir materijos daleles, būdamas superpartneriais (kartais vadinamais „dalelėmis“). Supersimetrija siekia užpildyti standartinio modelio paliktas spragas.
„Dabartinės masės ribos ar ribos, kurios pašalina supersimetriškas daleles, yra labai jautrios viršutinės kvarco masės atžvilgiu“, - sako Madaras. „Kadangi viršutinė kvarco masė dabar yra didesnė, šios ribos ar ribos nėra tokios griežtos, todėl padidėja tikimybė, kad„ Tevatron “matysite supersimetriškas daleles.“
Beveik 40 JAV universitetų ir 40 užsienio institucijų mokslininkai prisidėjo prie duomenų analizės, apie kurią „D-Zero“ eksperimentinė grupė pranešė „Nature“ laiške. Be „Madaros“, „Berkeley Lab“ laiško bendraautoriai buvo Markas Strovinkas, Al Clarkas, Tomas Trippe ir Danielis Whitesonas.
„Fermilab“ direktorius Michaelas Witherell'as pareiškime teigė, kad šie rezultatai nesibaigia viršutinės kvarco masės tikslumo matavimo istorija. „Du susidūrimų detektoriai,„ D-Zero “ir CDF, įrašo didelius duomenų kiekius„ Tevatron “II paleidime. CDF bendradarbiavimas neseniai pranešė apie preliminarius naujus viršutinės masės matavimus, pagrįstus II bandymo duomenimis. Pasaulio vidurkio tikslumas dar pagerės, kai jų rezultatai bus galutiniai. Per ateinančius kelerius metus abu eksperimentai leis vis tiksliau išmatuoti viršutinę kvarco masę. “
„Fermilab“, kaip ir „Berkeley Lab“, finansuoja Energetikos departamento mokslo įstaiga. Atsakydamas į „D-Zero“ grupės laišką „Nature“, Mokslo tarnybos direktorius Raymondas L. Orbachas teigė: „Šie svarbūs rezultatai rodo, kaip mūsų mokslininkai taiko naujus metodus esamiems duomenims ir pateikia naujus masės masės įverčius. Higso bozonas. Mes nekantriai laukiame kito turo rezultatų, gautų iš daugybės duomenų, šiandien sugeneruotų „Fermilab Tevatron“.
„Berkeley Lab“ yra JAV Energetikos departamento nacionalinė laboratorija, įsikūrusi Berkeley, Kalifornijoje. Jis vykdo neklasifikuotus mokslinius tyrimus ir yra valdomas Kalifornijos universiteto. „Fermilab“ yra nacionalinė laboratorija, kurią finansuoja JAV Energetikos departamento Mokslo tarnyba, kurią valdo Universitetų tyrimų asociacija, Inc.
Originalus šaltinis: „Berkeley Lab“ naujienų leidinys
