Kulcsfontosságú eredményt közöltek a Higgs-bozonról

A csütörtökön nyilvánosságra hozott adatok alapján gyakorlatilag eldőlt, hogy valóban egy Higgs-bozont fedeztek fel 2012-ben a CERN-ben. Azt azonban még nem tudják, hogy ez Peter Higgs bozonja-e.

A 2012 júliusában bejelentett új részecskéről mindeddig óvatosan fogalmaztak a fizikusok: a "Higgs-bozonhoz hasonló részecskeként" említették. Mostantól azonban nyugodtan lehet Higgs-bozonnak nevezni: az azóta összegyűlt és elemzett adatok megerősítették, hogy valóban egy Higgs-bozonról van szó (néhány fontos részlet az alábbi keretes írásban olvasható). Az eredményeket a részecskefizikusok szokásos tavaszi konferenciáján (Moriond Conference) jelentették be március 14-én.

A Nagy Hadronütköztetőből (LHC) 2012-ben begyűjtött teljes adattömeg elemzése alapján az új részecske zérus spinnel és pozitív paritással rendelkezik. Ezzel minden kvantumszáma 0, ami kulcsfontosságú eredmény, mert így valóban egy úgynevezett skalár-részecskéről van szó. Ilyet eddig nem ismertek a fizikusok. Mindeddig nyitva maradt a lehetőség, hogy a spin 2-es, de ezt mostanra sikerült kizárni. Ehhez 2,5-szer annyi adatot elemeztek, mint amennyi alapján a 2012. júliusi bejelentés történt.

A Higgs-bozon létezését a CMS és az ATLAS kísérlet is megerősítette, egymástól független mérésekkel. Az viszont még nem jelenthető ki biztosan, hogy ez a Higgs-bozon valóban az a részecske, amelyet Peter Higgs megjósolt. Vagyis még nem biztos, hogy ez a Higgs-bozon a Standard Modell Higgs-bozonja. Lehetséges, hogy a Standard Modell egyik kiterjesztésének, a szuperszimmetriának a legkönnyebb Higgs-bozonját látjuk (az ottani 5 féle Higgs-bozonból). A témáról egy korábbi cikkünkben olvashat részletesen.

"Bár biztosan még valóban nem lehet kijelenteni, sajnos igen valószínű, hogy a Standard Modell Higgs-bozont fedeztük fel. Azért mondom, hogy sajnos, mert a Standard Modell nem ad választ néhány fontos fizikai problémára, így például az Univerzum sötét anyagának természetére" - mondja Horváth Dezső, a Debreceni Egyetem professzora, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója.

Peter Higgs 2012 júliusában a CERN-ben, a Higgs-bozon felfedezésének bejelentése előtt

A kérdés eldöntéséhez sokkal több adat kell, ezeket a 2015-ben nagyobb energián újrainduló LHC képes lesz előállítani. Ezekből az adatokból - amelyek egy részét Budapesten tárolják majd - láthatóak lesznek majd a Higgs-bozon további bomlási módjai. Jelenleg ugyanis csak a két legritkább, de a háttérzajból legjobban kiugró két bomlást látják a detektorok (ezekben a Higgs-bozon két fotonra, illetve 2 Z-bozonra bomlik, de további 4 bomlási mód létezik).

"Ha kiderül, hogy tényleg a Standard Modell Higgs-bozont fedeztük fel, akkor nagyon meggyengül például a szuperszimmetria elmélete, és új modellek után kell néznie az elméleti fizikusoknak. Emellett pedig olyan új gyorsítót, egy lineáris elektron-pozitron ütköztetőt kellene építeni, amellyel pontosan ki lehet majd mérni a Higgs-bozon tulajdonságait" - mondja Horváth Dezső.