U trećem i posljednjem članku serije o Higgsovom bozonu, upoznat ćemo vas sa najnovijim mjerenjima i procjenama mase. Polako se završava priča o toj čestici s kojom ste se imali priliku upoznati i kroz dva prethodna članka i sada nam samo ostaje da pratimo događanja iz Švicarske u nadi da će misterija konačno biti riješena.
Mjerenje Higgsovog bozona
Kako se misterija polako razrješava, Higgsov bozon je postao teži, iako ga se još uvijek nije niti pronašlo. U članku iz znanstvenog časopisa Nature, objavljenom 10. lipnja 2004. se saznaje da je skupina znanstvenika koji rade na Tevatron akceleratoru u Fermilabu izvjestila o još preciznijim mjerenjima mase t kvarka – subatomske čestice koja je pronađena – i to zahtjeva dodatnu reviziju već dugo postuliranog Higgsovog bozona.
«Budući da je masa t kvarka malo veća nego je prije bilo izmjereno, znači da je i masa Higgsa također veća», rekao je Ron Madaras, fizičar iz Lawrence Berkeley laboratorija, koji vodi lokalnu participaciju u D-Zero eksperimentima na Tevatronu. «Masa Higgsa je sada najvjerojatnije podignuta sa 96 GeV/c2 na 117 GeV/c2 pa je moguće da se nalazi iza osjetljivosti današnjih eksperimenata, ali će se vrlo vjerojatno naći u budućim eksperimentima u velikom Hadron Sudaraču u CERN-u.
Unutar CERN-a
Higgsov bozon se smatra karikom koja nedostaje u standardnom modelu čestica i polja, teoriji koja je objašnjavala fundamentalnu fiziku do 1970-tih godina. Do 1995. godine, t kvark je također nedostajao, ali su ga uspjeli nezavisno otkriti timovi iz dva Tevatronova velika sustava detektora – D-Zero i CDF.
«U standardnom modelu, Higgsova masa je u korelaciji sa masom t kvarka», kaže Madaras, «pa će napredna mjerenja mase t kvarka dati više informacija o mogućoj vrijednosti mase Higgsovog bozona»
Prema standardnom modelu, na početku Svemira postojalo je šest različitih vrsta kvarkova. t kvark je postojao samo trenutak prije nego se raspao u b kvark i W bozon, one koji su nastali prilikom rađanja Svemira. Ipak, Fermilabov Tevatron, najjači sudarač na svijetu, sudara milijarde protona i antiprotona te ponekad proizvede t kvark. Unatoč njihovom kratkom pojavljivanju, t kvarkovi se mogu detektirati i karakterizirati u D-Zero i CDF eksperimentima.
U objavi D-Zero rezultata, glasnogovornik eksperimenta John Womersley je izjavio, «tehnika analize koja nam dopušta da izvučemo više informacija iz svake pojave t kvarka je dala poprilično unaprijeđena mjerenja mase t kvarka sa pogreškom od 5.3 GeV/c2. Kada se ovaj novi rezultat kombinira sa već dobivenim rezultatima iz D-Zero i CDF eksperimenata, novi prosjek mase t kvarka postaje (178.0 ± 4.3) GeV/c2.»
Sustav detektora D-Zero se sastoji od središnje matrice detektorskog praćenja, hermetičkog kalorimetra za mjerenje energije i velikog solid-angle mionskog sustava detektora. Berkeley Lab je dizajnirao i izgradio dva elektromagnetska end-cap kalorimetra i početni zenitni detektor (- doslovno), najunutrašnjija komponenta pratećeg sustava. Prateći detektori nadopunjuju kalorimetre mjerenjem trajektorija čestica. Znanstvenici su u stanju identificirati i karakterizirati česticu tek onda kada kombiniraju trajektorije i energijska mjerenja.
Higgsov bozon, Berkeley Lab
Dok podizanje srednje vrijednosti mase t kvarka, čini se, umanjuje vjerojatnost otkrića Higgsovog bozona u Tevatronu, otvara vrata novim otkrićima u supersimetriji, takođe znanu i kao SUSY – ekstenzija standardnog modela koji ujedinjuje čestice i sile sa materijom kroz postojanje superpartnera. Supersimetrija traži načine da popuni praznine koje ostavlja standardni model.
«Trenutni limiti za masu ili granice koje isključuju supersimetrične čestice su vrlo osjetljive na masu t kvarka», kaže Madaras. «Kako je sada masa t kvarka sada veća, ove granice nisu tako stroge, što ostavlja veću mogućnosti uočavanja supersimetričnih čestica u Tevatronu».
< Higgsov bozon, prvi dio
< Higgsov bozon, drugi dio
Post a Comment