În iulie 2012, experimentele ATLAS și CMS de la CERN au anunțat existența unei noi particule elementare. Toate proprietățile sale măsurate atunci erau aceleași cu ale particulei elementare prezise de modelul matematic care explică de ce particulele elementare au masă: bosonul Higgs. Pe 14 martie 2013, la conferința Moriond, aceleași experimente au anunțat că au măsurat încă două proprietăți ale particulei. Cum și acestea sunt tot cele prezise pentru bosonul Higgs, înseamnă că noua particulă este cu certitudine un boson Higgs.
Experimente viitoare vor trebui să determine dacă noua particulă este bosonul Higgs prezis de teoria actuală a fizicii particulelor elementare, Modelul Standard, sau este doar unul din mai mulți bosoni Higgs preziși de teorii care o extind pe cea actuală, de exemplu teoriile supersimetrice.

Căutarea experimentală a bosonului Higgs are o importanță covârșitoare pentru fizica particulelor elementare – domeniul științei care studiază ingredientele elementare ale Universului și rețeta după care ele se combină pentru a crea materia așa cum o știm noi. Particula Higgs a fost prezisă teoretic în 1964 de mai mulți fizicieni, dar mai ales de Peter Higgs, pentru a explica de ce particulele elementare au un număr de kilograme, adică de ce au masă. Dacă nu ar avea, acestea ar zbura prin Univers, mereu la viteza maximă posibilă, anume viteza luminii. În acest caz, particulele elementare nu ar putea sta împreună pentru a crea particule compuse, care apoi să formeze atomi, iar noi practic nu am exista. Cum în știință experimentul este judecătorul suprem al validității unei teorii științifice, cunoscută și sub numele de model matematic al naturii, a fost datoria fizicienilor experimentatori să răspundă la întrebarea dacă există sau nu această particulă boson Higgs.

Generații de fizicieni experimentatori au căutat în ultima jumătate de secol existența acestei particule, la experimente din întreaga lume. Pe măsură ce energia acceleratoarelor de particule creștea și particula nu era observată, fizicienii conchideau că particula ori nu există, ori există și are o masă mai mare decât energia acceleratoarelor lor. Tocmai de aceea s-au creat mereu acceleratoare de particule cu energii tot mai mari.

În ultimii zece ani au apărut primele speranțe, când acceleratorul Tevatron din SUA și accelerator LHC din Europa au avut energia suficientă pentru a observa o particulă ca bosonul Higgs, dacă acesta ar exista. Acceleratorul Tevatron din SUA a observat indicii pentru existența particulei Higgs, iar acceleratorul LHC din Europa a observat o nouă particulă elementară în vara lui 2012.

Membrii echipei experimentului ATLAS de la Universitatea din Glasgow, unul din cele două experimente care pe 4 iulie 2012 au anunțat descoperirea unei noi particule elementare, în concordanță cu previziunile teoretice despre bosonul Higgs. Autorul prezentului articol, cercetătorul Adrian Buzatu (al treilea din dreapta, pe randul de sus), face parte din această echipă.

Între timp, colectând și analizând o cantitate de date experimentale de două ori și jumătate mai mare, apoi rafinând precizia analizei datelor, experimentele ATLAS și CMS au anunțat măsurarea a două noi proprietăți ale noii particule: spinul și paritatea.

Spinul noii particule este zero, iar paritatea este pozitivă. Este exact cum trebuie să fie un boson Higgs, căci exact așa este și vidul, spațiul gol. Ori, teoria spune tocmai că și atunci când spațiul este vid, el este plin de câmpul Higgs, adică de foarte mulți bosoni Higgs. Cu acestea, este clar că noua particulă este „un boson Higgs”, nu doar „ca un boson Higgs”, cum s-a constatat în vara lui 2012. Autorul acestui articol consideră că de acum crește șansa ca Peter Higgs, de la care s-a dat numele particulei, să primească premiul Nobel în decembrie 2013.

Comunicatul de presă al CERN este atent la nuanțe. Față de astă vară, când spunea ca s-a descoperit o particulă „ca un boson Higgs”, acum spune ca s-a descoperit „un boson Higgs”. Este un mare progres, dar mai este de lucru până a spune ca este „bosonul Higgs”. Ce înseamnă acest lucru? Pot exista mai mulți bosoni Higgs?

Teoria actuală a fizicii particulelor prezice existența unui singur boson Higgs, anume bosonul Higgs. Există însă teorii noi care au plecat de la teoria actuală și au extins-o, și care prezic mai mulți bosoni Higgs – unul dintre aceștia ar avea proprietăți foarte asemănătoare cu ale bosonului Higgs din Modelul Standard. Pentru a putea discerne între aceste două cazuri, fizicienii vor trebui să măsoare precis cât de des este produsă noua particulă și cât de des se descompune în alte tipuri de particule. Aceste numere vor putea discerne între existența unui singur boson Higgs sau mai multe.

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

thirteen − = seven