עם עלילות "סחוטות" מהנתונים האחרונים שהוכנסו על ידי שני ניסויים בפיזיקת החלקיקים, צוותים של מדענים מ"הדרדר קולידר הגדול "ב- CERN, המרכז האירופי למחקר גרעיני, אמרו היום (שלישי) כי הם רשמו" רמזים מפתים "של החלקיק התת-אטומי החמקמק הידוע. כמו היגס בוסון, אך לא יכול לומר במפורש שהוא קיים ... עדיין. עם זאת, הם צופים כי ריצות מפריד דרך 2012 צריכות להביא מספיק נתונים כדי לקבוע את ההחלטה.
דברי גרג לנדסברג, רכז הפיזיקה של ה- Muon Solenoid Compact (ד"ר גרג לנדסברג), "עצם היכולת להראות את תוצאות הניתוח המתוחכם מאוד חודש רק לאחר שנרשם הקטע האחרון של המידע בו השתמשנו. גלאי ב- LHC אמר למגזין החלל. "זה אומר לך כמה מהיר זמן התפנית. זה באמת חסר תקדים בהיסטוריה של פיזיקת החלקיקים, עם ניסויים כה גדולים ומורכבים שמניבים כל כך הרבה נתונים, וזה מאוד מרגש. "
נכון לעכשיו, המסקנה העיקרית של מעל 6,000 מדענים בצוותים המשולבים מ- CMS וגלאי החלקיקים של ATLAS היא שהם הצליחו להגביל את טווח ההמונים של בוסון Standard Model Higgs - אם קיים - להיות בטווח של 116- 130 GeV על ידי ניסוי ATLAS, ו- 115-127 GeV על ידי CMS.
המודל הסטנדרטי הוא התיאוריה המסבירה את האינטראקציות של חלקיקים תת-אטומיים - המתארת חומר רגיל שהיקום מורכב ממנו - ובסך הכל עובד טוב מאוד. אבל זה לא מסביר מדוע חלקיקים מסוימים בעלי מסה ואחרים אינם, וזה גם לא מתאר את 96% מהיקום שלא נראה.
בשנת 1964, הפיזיקאי פיטר היגס ועמיתיו הציעו את קיומו של שדה אנרגיה מסתורי המקיים אינטראקציה עם חלקיקים תת-אטומיים יותר מאחרים, והתוצאה היא ערכים משתנים עבור מסת החלקיקים. שדה זה ידוע בשם שדה היגס, ושדה היגס הוא החלקיק הקטן ביותר בשדה היגס. אבל עדיין לא התגלה ה- Higgs Boson, ואחת הסיבות העיקריות להקים ה- LHC הייתה לנסות למצוא אותו.
כדי לחפש חלקיקים זעירים אלה, ה- LHC מנפץ יחד פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה וממיר מעט אנרגיה למסה. זה מייצר תרסיס של חלקיקים שנאספים על ידי הגלאים. עם זאת, גילוי ההיגס מסתמך על התבוננות בחלקיקים שפרוטונים אלה מתפוררים במקום על ההיגס עצמו. אם הם קיימים, הם חיים מאוד קצרים ויכולים להתפרק בדרכים רבות ושונות. הבעיה היא שתהליכים רבים אחרים יכולים גם הם להביא לאותן תוצאות.
איך מדענים יכולים להבדיל? תשובה קצרה היא שאם הם יכולים להבין את כל הדברים האחרים שיכולים להפיק אות דמוי היגס ואת התדר האופייני בו הם יתרחשו, אז אם הם יראו יותר מאותות אלו ממה שמציעים תיאוריות נוכחיות, זה נותן להם מקום לחפש את ההיגס.
הניסויים ראו עודפים בטווחים דומים. וכפי שפורסם בעיתונות של CERN, "באופן פרטני, אף אחד מהעודפים הללו אינו מובהק יותר מבחינה סטטיסטית מאשר גלגול למות ומגיע עם שני שישה ברציפות. מה שמעניין הוא שישנן מדידות עצמאיות מרובות שמצביעות על האזור של 124 עד 126 GeV. "
"זה מאוד מבטיח," אמר לנדסברג, שהוא גם פרופסור באוניברסיטת בראון. "זה מראה ששני הניסויים מבינים מה קורה עם הגלאים שלהם בצורה מאוד טובה מאוד. בשתי הכיולים ראו עודפים בהמונים נמוכים. אך לרוע המזל אופי התהליך שלנו הוא סטטיסטי וידוע כי הסטטיסטיקה משחקת טריקים מצחיקים מדי פעם. אז אנחנו לא באמת יודעים - אין לנו מספיק ראיות לדעת - אם מה שראינו הוא הצצה להיגס בוסון או שאלו רק תנודות סטטיסטיות של תהליך Standand Model המחקה את אותו סוג חתימות כמו שהיה מגיע אם הייגס בוסון מיוצר. "
לנדסברג אמר שהדרך היחידה להתמודד עם נתונים סטטיסטיים היא להשיג יותר נתונים, והמדענים צריכים להגדיל את גודל דגימות הנתונים בצורה ניכרת בכדי בהחלט לענות על השאלה האם היגס בוסון קיים במסה של 125 ג'יגה-וולט או מסה כלשהי טווח שעדיין לא הוחרג.
החדשות הטובות הן שהמון נתונים מגיעים ב -2012.
"אנו מקווים להכפיל את מדגם הנתונים שנאסף השנה", אמר לנדסברג. "וזה אמור לתת לנו מספיק ביטחון סטטיסטי בכדי לפתור את הפאזל הזה ולספר לעולם אם ראינו את ההצצות הראשונות של היגס בוסון. כפי שהצוות הראה היום, אנו נמשיך להגדיל עד שנגיע לרמת חשיבות סטטיסטית שנחשבת כמספיקה לגילוי בתחום שלנו. "
לנדסברג אמר שבתחום הקטן הזה אין הרבה מקום להסתיר את היגס. "זה מאוד מרגש וזה אומר לך שאנחנו כמעט שם. יש לנו מספיק רגישות וגלאים יפים; אנחנו צריכים רק קצת יותר זמן וקצת יותר נתונים. אני מקווה מאוד שנוכל להגיד משהו מובהק כבר בשנה הבאה. "
אז המתח בונה ושנת 2012 עשויה להיות השנה של ההיגס.
מידע נוסף: הודעה לעיתונות של CERN, ArsTechnica
