В конце концов физики обнаруживают знаменитый бозон Хиггса

физик

МЕЙРАН, ШВЕЙЦАРИЯ — Долгое ожидание закончено. Сегодня, физики, работающие с самым большим ускорителем ядерных частиц в мире здесь в европейской лаборатории физики элементарных частиц, CERN, сообщили, что обнаружили давно разыскиваемый бозон Хиггса — последний недостающий бит в их стандартной модели элементарных частиц и сил и ключа к их объяснению того, как все другие элементарные частицы получают свои массы.Открытие выполняет 48-летнее предсказание и отмечает сигнальное интеллектуальное достижение. Но как раз когда физики празднуют, открытие поднимает заботы среди некоторых, что там не может остаться никакой новой физикой, которая может быть обнаружена с ускорителем ядерных частиц.

Для физики элементарных частиц открытие Хиггса могло быть концом дороги.Данные прибывают из Большого коллайдера адрона (LHC), подземный ускоритель частиц 27 километров длиной что круги ниже французско-швейцарской границы под Женевой. LHC разбивает протоны вместе в огромной энергии взорвать в существование новые и мимолетные субатомные частицы.

Протоны сталкиваются в двух огромных детекторах частиц, названных АТЛАСОМ и CMS, охотящимися на Хиггса. Любые бозоны Хиггса, созданные в них, должны распасться в определенные комбинации частиц, которые видимы к датчикам. Сегодня, АТЛАС и бригады CMS оба представили их последние данные для поиска Хиггса на специальном семинаре в CERN.

И обе бригады видят чрезвычайно категорические сигналы.Например, эти примерно 3 000 исследователей, работающих над датчиком CMS, видят ясные признаки Хиггса, распадающегося в два фотона. От энергий этих двух фотонов физики могут вывести массу своей воображаемой родительской частицы.

И когда исследователи CMS делают участок масс выведенных частиц, они видят ясный пик на фоне, произведенном случайными парами фотона (см. рис.). Тот пик сигнализирует присутствие подобной Higgs частицы с массой 125 giga-электрон-вольт (ГэВ), или приблизительно 133 раза масса протона, поскольку Джозеф Инкэндела, физик в Калифорнийском университете, Санта-Барбара и представитель бригады CMS, сказали упакованную аудиторию в CERN.Исследователи CMS также видят доказательства Хиггса, распадающегося в пару частиц по имени бозоны W или пару частиц по имени бозоны Z, Инкэндела, о котором сообщают. Те крупные частицы передают слабую ядерную силу точно таким же образом, что фотоны передают электромагнитную силу.

Включая порчу еще в большее количество комбинаций знакомых частиц данные оставляют мало сомнения, что подобная Higgs частица там. Возможности, что случайные статистические колебания могли произвести такие сигналы, являются просто волоском выше, чем произвольный 1 на 3,5 миллионах уровней, к которым рубят физики частицы для официального открытия — так называемый стандарт с 5 сигмами.Бригада АТЛАСА видит подобный пик в массовом участке для Higgses, распадающегося в пары фотона, сообщила Фабиола Хианотти, физик в CERN и представитель эксперимента АТЛАСА.

И исследователи АТЛАСА также видят, что Хиггс распадается в бозоны Z и другие комбинации частиц. Взятый вместе, сигналы АТЛАСА просто соответствуют стандарту с 5 сигмами открытия, Джанотти о которых сообщают, зарабатывающие непосредственные аплодисменты.В конце семинара физики приветствовали результаты с давнишними аплодисментами и возгласами одобрения. «Я думаю, что у нас есть он», заявил генеральный директор CERN Рольф Дитер Хеюр. «Вы соглашаетесь?» Питер Хиггс, 83-летний теоретик из Эдинбургского университета в Соединенном Королевстве, предсказавший существование бозона в 1964 и кто был под рукой для события, сказал, «я хотел бы благодарить экспериментаторов. Я не думал, что буду видеть это в своем сроке службы».

Физики все еще должны проверить, имеет ли наблюдаемая частица точно свойства, что стандартная модель предсказывает, что это должно, подчеркнуть Джона Эллиса, теоретика в Королевском колледже в Лондоне. Например, исследователи должны сравнить относительные ставки, при которых Higgses распадаются в различные комбинации частиц, поскольку те ставки предсказаны теорией. Но факт, что частица была обнаружена через предсказанную порчу во-первых, предполагает, что это не может слишком дико отличаться от стандартной модели Хиггс, Эллис признает.Если это действительно будет бозон Хиггса, то открытие выполнит предсказание, сделанное несколько десятилетий назад Хиггсом, несмотря на то, что другие развили некоторые из тех же основных идей в примерно то же время.

Это было бы просто последним в ряде глубоких предсказаний, сделанных физиками частицы. Например, в 1970, теоретики предсказали существование частицы, названной кварком очарования; два экспериментатора независимо обнаружили частицу в 1974, по которой они получили Нобелевскую премию в физике 2 года спустя. В 1968 теоретики предсказали существование W и бозонов Z; в 1983 те частицы были также обнаружены.

В этом случае теория позади предсказания выиграла Нобелевскую премию в 1979, и открытие выиграло его в 1984.Предсказание и открытие бозона Хиггса так же важны как те из W и Z, говорит Стюарт Раби, теоретик в Университете штата Огайо, Колумбус. «Это, конечно, на одном уровне», говорит он. «Это, конечно, как основной принцип».Теперь, когда стандартная модель физики элементарных частиц полна, ключевой вопрос состоит в том, лежат ли новые частицы в досягаемости LHC или какого-либо ускорителя ядерных частиц более высокой энергии, который мог бы прибыть после него. Физики говорят, что концептуальные отверстия в стандартной модели убедительно предполагают, что теория является неполной.

Например, в стандартной модели, взаимодействия между Хиггсом и другими частицами должны вынудить массу Хиггса взлететь к в триллион раз больше значению. Все же это не происходит. Так большинство физиков подозревает, что существуют новые частицы там, так или иначе противодействующие запуску шаров-зондов массы Хиггса.

Но такие частицы будут иметь достаточно низко массы, которые будут обнаружены с каким-либо мыслимым humanmade ускорителем ядерных частиц? «Нет абсолютно никакой гарантии», говорит Стивен Вайнберг, теоретик в университете Техаса, Остина, кто разделил Нобелевскую премию 1979 года по теории позади W и Z. «Мой кошмар, и это не просто я, но и многие из нас [в физике элементарных частиц], то, что LHC обнаруживает бозон Хиггса и ничто иное», говорит Вайнберг. «Это походило бы на закрытие двери».Но большинство физиков говорит, что они оптимистичны, что, теперь, когда LHC обнаружил Хиггса, другие более удивительные открытия будут следовать.

На данный момент открытие Хиггса является осуществленной мечтой.*История пересмотрела для исправления года, в котором Нобелевская премия в физике соблюдала теорию позади W и бозонов Z с 1972 до 1979.


VIRTU-VIRUS.RU