CERN ogłosił odkrycie cząstki - bozonu Higgsa

Odkrycie cząstki Higgsa byłoby dla fizyków dowodem na istnienie mechanizmu, wyjaśniającego, od czego zależy masa cząstek.

- Masy cząstek mierzy się w doświadczeniu bardzo różnymi metodami i znamy je z dużą precyzją, a w przypadku niektórych cząstek z bardzo dużą precyzją. Natomiast to co dotychczas pozostawało wielką tajemnicą, to ogromna rozpiętość tych mas. Dlaczego mamy elektron, który jest bardzo lekki, to znaczy waży mniej więcej dwa tysiące razy mniej niż proton i dlaczego mamy kwark "top", który waży 176 razy tyle co proton? Według naszego rozumienia to są cząstki z tych samych rodzin. Do momentu kiedy zaproponowano Model Standardowy z mechanizmem Higgsa nie było żadnego zrozumienia tej rozpiętości mas - powiedział prof. Leszek Roszkowski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych.

Cząstki mianowicie, w zależności od swoich właściwości, napotykają na większy lub mniejszy opór, poruszając się w próżni. Mechanizm Higgsa w uproszczeniu oznacza bowiem, że cała przestrzeń, nawet jeśli pozbawiona jest cząstek, wypełniona jest energią o jednakowej sile w każdym punkcie. Wobec tego od oddziaływań każdej cząstki z tą energią zależy czy ma większą czy mniejszą bezwładność (czyli masę).

- To rzeczywiście jest wielki sukces. Aczkolwiek dzisiaj jesteśmy dokładnie w punkcie zwrotnym, jeżeli chodzi o to, kiedy można powiedzieć, że coś się odkryło - jak tłumaczył, badacze obliczają statystykę obserwowanych zjawisk i mierzą jak wiele z nich jest "znaczących". Dodał, że wskaźnik, przy którym można powiedzieć, że poszukiwane zjawisko rzeczywiście zachodzi (czyli występuje znacząco często) wynosi pięć sigma. To odpowiada szansie zaledwie jeden do miliarda na to, że jest to coś innego.

- Jeżeli się ma więcej niż tyle, to się mówi, że się odkryło. Natomiast jeżeli jest mniej, to tylko mamy coś, co świadczy o tym, że być może coś tam jest. Obydwa te eksperymenty dzisiaj dokładnie powiedziały, że widzą sygnał na poziomie pięć sigma. Musimy więc powiedzieć: jest, rzeczywiście odkryliśmy coś - powiedział PAP fizyk doświadczalny, biorący udział w eksperymencie CMS dr Piotr Zalewski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych.

Natomiast od tego jest jeszcze bardzo daleko do stwierdzenia z całą pewnością, że to rzeczywiście jest cząstka Higgsa. A nawet jeżeli uda nam się stwierdzić, że to rzeczywiście jest cząstka Higgsa, to jeszcze nie będziemy wiedzieli która to jest z cząstek Higgsa, dlatego że mamy bardzo wiele scenariuszy rozszerzających model standardowy. W związku z tym tak naprawdę jesteśmy na początku nowej drogi. Doszliśmy do ważnego drogowskazu i zyskaliśmy pewność, że potrafimy odkrywać prawa natury na poziomie, który do tej pory był niedostępny. Chciałbym podkreślić, że w tym wszystkim bierzemy rzeczywisty udział. To znaczy my fizycy z Polski. Zbudowaliśmy część tego detektora, który dzisiaj prezentował swoje dane. Ta część była użyta w odkrywaniu tego, co dziś zostało pokazane" - dodał Zalewski.

Nowa cząstka, zaobserwowana przez fizyków w CMS - jednym z czterech wielkich detektorów, działających przy Wielkim Zderzaczu Hadronów, ma masę 125,3 (plus minus 0,6 GeV) - wyjaśnił rzecznik eksperymentu Joe Incandela podczas konferencji prasowej w siedzibie CERN. Podobne wyniki otrzymał zespół drugiego z detektorów - ATLAS. Rzeczniczka eksperymentu Fabiola Gianotti powiedziała w środę, że jej grupa zaobserwowała efekty, wskazujące na istnienie nowej cząstki o masie około 126,5 GeV. Dla porównania - 1 GeV to w przybliżeniu masa protonu.

Zdaniem fizyka teoretyka, prof. Marii Krawczyk z Uniwersytetu Warszawskiego, to właśnie jest cząstka Higgsa i jest to przełomowe odkrycie. "W ramach Modelu Standardowego jest konkretne przewidywanie skąd się biorą masy cząstek fundamentalnych - takich jak elektron, kwarki i inne cząstki. Jednoznacznym przewidywaniem jest istnienie cząstki Higgsa, które jest sygnałem, że tak to się właśnie odbywa jak przewidują nasze teorie. O tej cząstce Higgsa my wszystko wiemy, wiemy jak oddziałuje z elektronami i z kwarkami. Tylko nie znaliśmy jej masy. Dlatego tak trudno było znaleźć tę cząstkę" - powiedziała PAP.

Jak dodała dlatego właśnie akcelerator LHC po kolei wykluczał poszczególne zakresy masy, w których bozonu Higgsa nie znaleziono, aż wreszcie ustalono, że cząstka ta ma ok. 126 GeV.

- Powiedzmy, że wszystkie właściwości cząstki Higgsa okazałyby się takie jak przewiduje Model Standardowy. Wtedy moglibyśmy powiedzieć, że ten model się domknął. Ale myśmy nigdy nie uważali, że to jest ostatnie słowo. Myśmy zawsze wierzyli, że Model Standardowy opisuje pewien zakres zjawisk, bardzo dobrze, ale nie odpowiada na wiele innych pytań. Wobec tego rozszerzenia modelu cały czas analizujemy - podkreśliła.

www.naukawpolsce.pap.pl