ВАК: фізикам, можливо, вдалося підгледіти бозон Хіґса

Фізикам, які вивчають елементарні частинки, можливо, вдалося краєм ока побачити свою найбажанішу нагороду – бозон Хіґса. Про це повідомляють дослідники з Великого адронного коллайдера (ВАК) у Женеві.

Ще в ХХ столітті вчені передбачили, що саме завдяки цій частинці вся матерія у Всесвіті має масу.

І без того величезне хвилювання науковців розігріли два досліди у ВАК, які лише натякнули на те, що бозон Хіґса таки існує.

Однак дослідники кажуть, що поки що не мають достатньо даних, аби заявляти про відкриття.

Якщо існування бозона Хіґса доведуть, це стане найбільшим науковим проривом за минулі 60 років. Частинка, яку досі не вдавалося зафіксувати експериментально, дозволить людству краще зрозуміти будову Всесвіту.

Саме цього наріжного каменя Всесвіту дуже бракує Стандартній моделі, яка є своєрідною "інструкцією", що описує взаємодію частинок і сил.

Для пошуку бозона в коллайдері проводять два окремих, незалежних один від одного досліди - Atlas та CMS. Оскільки Стандартна модель не передбачила, якою масою наділений сам бозон Хіґса, фізики вимушені використовувати такий потужний прискорювач елементарних частинок як ВАК, щоб системно перевірити якомога ширше поле пошуку.

У вівторок під час семінару у Церні (організація, яка обслуговує ВАК), керівники дослідів Atlas та CMS сказали, що побачили "стрибок" у даних довкола приблизно одного і того ж показника маси: 124-125 гігаелектрон-вольт (ГеВ; це близько в 130 разів перевищує масу протонів з атомних ядер).

"Цей сплеск могли спричинити коливання, однак це також може бути щось цікаве. На цій стадії ми не можемо нічого виключати", - сказала Фабіола Джианотті, речник експерименту Atlas.

Ґвідо Тонеллі, який представляє експеримент CMS, твердить: "Найкраще сплеск даних суміщається з Хіґсом зі Стандартної моделі на рівні близькому до 124 ГеВ та менше, однак статистична значимість недостатньо велика, щоби сказати щось остаточно".

"Станом на сьогодні, те, що ми бачимо, відповідає або фоновим коливанням, або існуванню бозона", - додає фізик.

'Захопливо'

Професор Рольф Дітер-Гоєр, генеральний директор Церну, сказав BBC News: "Такі сигнали можуть з'являтися і зникати… І хоча між двома дослідами є взаємозв’язок, нам потрібні більш ґрунтовні числа".

Кожен зі стрибків, зафіксованих у дослідах, лише трохи перевищив рівень достовірності "два сигма".

Для того, щоб заявити про відкриття, потрібен рівень "п’ять сигма". Це означає, що є лише один шанс із мільйона "списати" сплеск даних на статистичне коливання.

Ситуацію також ускладнює те, що ці дражливі для фізиків натяки на існування бозона складаються лише з дрібки подій серед мільярдів зіткнень частинок, які проаналізували у ВАК.

Професор Гоєр сказав BBC News: "Малі числа можуть ввести нас в оману, тому нам треба більше статистичних даних". Однак додав при цьому: "Це захопливо".

Якщо бозон Хіґса існує, то він "живе" дуже короткий проміжок часу і швидко розпадається – перетворюється на більш стійкі частинки. Це може відбуватися кількома різними способами, тому у вчених є різні шляхи його пошуку.

Дослідники шукали такі сліди розпаду частинки Хіґса, які виникають лише в мізерній кількості випадків, однак мають ту перевагу, що залишають у даних менше фонового шуму. Цей шум складається з випадкового набору подій, декотрі з яких можуть бути схожими на розпад бозона Хіґса.

Інші способи розпаду спричиняють більше подій – це поліпшує статистичну впевненість, однак водночас створює більше фонових шумів.

Професор Гоєр каже, що фізики "затиснуті" між цими двома шляхами.

Професор Стефан Сольднер-Рембольд з Манчестерського університету назвав результати дослідів "винятковими".

"Протягом року ми, ймовірно, знатимемо, чи існує частинка Хіґса, але, вочевидь, це не стане різдвяним подарунком", - сказав він.

Лише того просто факту, що Atlas і CMS одночасно помітили сплеск даних з одним і тим же показником маси вже достатньо, щоб збурити неймовірне хвилювання у колі фізиків.