Megkezdődött a harc az isteni részecskéért

Miközben a világ legnagyobb részecskegyorsítója, a nagy hadronütköztető legalább szeptemberig áll, az Egyesült Államokban bejelentették: már gyűlnek az adatok a legfontosabb, elméleti úton megjósolt részecske, a Higgs-bozon létezésének bizonyítására. Egy-két éven belül eldőlhet, ki fogja megnyerni a mai természettudomány egyik legnagyobb versenyét.

Szokatlan bejelentést tett tegnap Pier Oddone, az amerikai Fermi Nemzeti Gyorsító Laboratórium igazgatója: nem a Higgs-bozon felfedezését, hanem a felfedezéséért folyó verseny várható megnyerését jelentette be. Elmondása szerint gyors ütemben gyűlnek az adatok a Higgs kimutatását célzó kísérleteikben: eddig már nyolc olyan részecskeütközést azonosítottak, amelyben szerepet játszhatott a részecske. Oddone ezért biztos abban, hogy a CERN ősszel induló nagy hadronütköztetője (LHC) lemarad a versenyben, és a Fermi laboratórium észleli elsőként a régóta keresett részecskét.

Mint arról korábbi összeállításunkban részletesen olvashattak, a Higgs-bozon megtalálása alapvető a részecskefizika átfogó elmélete, a Standard Modell szempontjából. A Higgs-bozon nélkül nem értjük, honnan van a részecskéknek tömege, és miért térnek el nagymértékben ezek a tömegek.

A részecskefizika Szent Gráljának vagy "isteni részecskének" is nevezett részecskét már évtizedek óta keresik. Az eddigi kísérletekben csak az vált biztossá, hogy a Higgs-részecske túl nehéz ahhoz, hogy az aktuálisan legnagyobb energiájú gyorsítóban létrehozzák. 2000-ben úgy vélték a CERN-ben, hogy a leállításra ítélt LEP gyorsítónál már közel jártak a Higgs-részecskéhez, de az eredmények nem voltak egyértelműek. A LEP helyén láttak hozzá az LHC építéséhez, ahol a mai menetrend szerint ősszel kezdődhetnek meg a fizikai kísérletek, az adatgyűjtés.

2000-től a Fermi Laboratórium Tevatron gyorsítója szolgáltatja a legnagyobb energiájú részecskenyalábokat. A Tevatron ütközőnyalábos gyorsító, körpályájának hossza 6,3 km. (Az LHC-ban 27 km a körpálya kerülete.) A szinkrotron típusú gyorsítóban maximum 1 teraelektronvolt energiára gyorsítanak protonokat és antiprotonokat (az LHC-ban 7 TeV lesz a csúcsenergia.) A Tevatron 1983 óta működik, és a tervek szerint az LHC üzembeállása után, 2010-ben végleg leállítják.

A Tevatron kutatói tavaly augusztusban, két méréssorozat adatainak egyesítése után bejelentették, hogy a Higgs-bozon tömege 95%-os valószínűséggel nagyobb 170 GeV-nél (170 protontömegnél).

Oddone becslése szerint legrosszabb esetben 50-50%, legjobb esetben 96% esélyük van arra, hogy az LHC előtt észleljék a Higgs-bozont. Arra számítanak, hogy még két évük van a verseny megnyerésére. Az LHC szakemberei viszont úgy vélik, hogy egy éven belül készen állnak a versenyre. Ha mégis megelőzné őket a Tevatron, akkor is marad még rengeteg megoldásra váró fizikai probléma.