Kép jóváírása: Berkeley Lab
Abban az esetben, ha a telek megvastagodik, amikor a rejtély kibontakozik, a Higgsi bozon csak nehezebb lett, bár a szubatómiai részecskét még nem találták meg. A természettudományos folyóiratnak 2004. június 10-én kiadott levelében a Fermi Nemzeti Gyorsítószer-laboratórium (Fermilab) Tevatron gyorsítójában dolgozó tudósok nemzetközi együttműködéséről számolnak be a legpontosabb mérésekről a felső rész tömegére vonatkozóan. kvarc? egy szubatomi részecskét, amelyet megtaláltak? és ehhez a régóta posztulált, de még mindig észrevétlen Higgs-bozon felfelé történő felülvizsgálatához van szükség.
"Mivel az általunk bejelentett felső kvarctömeg valamivel magasabb, mint korábban mértük, ez azt jelenti, hogy a Higgs-tömeg valószínűbb értéke szintén magasabb" - mondta Ron Madaras, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumának (Berkeley) a fizikusa. Lab), aki a Tevatron D-Zero kísérletének helyi részvételét vezeti. „A legvalószínűbb Higgs-tömeg most 96-ról 117 GeV / c2-re nőtt”? A GeV / c2 egy általános részecske-fizikai tömeg egység; a proton tömege körülbelül 1 GeV / c2? "Ami azt jelenti, hogy valószínűleg meghaladja a jelenlegi kísérletek érzékenységét, de valószínűleg megtalálható a jövőbeli kísérletekben a CERN-ben épülő Nagy Hadron-ütközőnél."
A részecskék és mezők szabványos modelljében a Higgs-bozont hiányzó láncnak nevezték, amely elmélet az 1970-es évek óta szolgálja az alapvető fizika magyarázatát. 1995 előtt a felső kvarc szintén hiányzott, ám a Tevatron két nagy detektorrendszerén, a D-Zero és a CDF-nél működő kísérleti csapatok önállóan fedezték fel.
A tudósok úgy vélik, hogy a Higgs-bozon, amelyet a skót fizikusnak, Peter Higgsnek neveztek el, aki 1964-ben előállította a létezését, felelős a részecske tömegéért, az anyag mennyiségéért a részecskében. Az elmélet szerint egy részecske megszerezi a tömeget a Higgs-mezõvel való kölcsönhatása révén, amelyről úgy gondolják, hogy áthatol az egész teret, és összehasonlítottuk a melasztal, amely ragaszkodik az abban áthaladó bármely részecskéhez. A Higgsi mezőt Higgs-boszonok hordozzák, ugyanúgy, mint az elektromágneses mezőt fotonok hordozzák.
"A standard modellben a Higgs-bozon tömege korrelál a felső kvarc tömeggel - mondja Madaras -, tehát a felső kvarc tömegének jobb mérése több információt nyújt a Higgs-bozon tömeg lehetséges értékéről."
A standard modell szerint az univerzum elején hat különböző típusú kvark volt. A felső kvarkok csak egy pillanatra léteznek, mielőtt az alsó kvarkká és W-boszonná alakulnak, vagyis az univerzum születésekor létrejövők már régóta eltűntek. A Fermilab Tevatronjánál, a világ legerősebb ütközőjén azonban a protonok milliárdjainak és az antiprotonoknak az ütközése alkalmanként felső kvarcot eredményez. Rövid megjelenésük ellenére ezek a felső kvarkok felismerhetők és jellemezhetők a D-Zero és CDF kísérletekkel.
A D-Zero eredmények bejelentésekor John Womersley kísérleti ügyvéd szóvivője így nyilatkozott: „Az az elemzési technika, amely lehetővé teszi számunkra, hogy további információt nyerjünk az érzékelőnkben bekövetkező minden felső kvarc eseményről, a plusz vagy mínusz 5,3 GeV / c2 pontosságának jelentősen javult pontossága. a legnagyobb tömegmérés, összehasonlítva az előző mérésekkel. Az új mérés összehasonlítható az összes korábbi felső kvarc tömegmérés pontosságával. Ha ezt az új eredményt a D-Zero és a CDF kísérletek összes többi mérésével kombináljuk, akkor a felső tömeg új világátlaga 178,0 plusz vagy mínusz 4,3 GeV / c2 lesz. "
A D-Zero detektorrendszer egy központi nyomkövető detektorrendszerből, egy hermetikus kaloriméterből áll az energia mérésére és egy nagy, szilárd szögű muondetektor rendszerből áll. A Berkeley Lab megtervezte és felépítette a két elektromágneses végsapka kalorimétet, valamint a kezdeti csúcsdetektorot is, a nyomkövető rendszer legbelső elemét. A nyomkövető érzékelők kiegészítik a kalorimétereket a részecske-pályák mérésével. A tudósok csak akkor, ha összekapcsolják a pályát és az energiaméréseket, azonosíthatják és jellemzik a részecskéket.
Miközben úgy tűnik, hogy a felső kvarctömeg központi értékének növelése csökkenti annak lehetőségét, hogy a Higgs-bozon felfedezhető legyen a Tevatronon, szélesebb ajtót nyit a szuperszimmetria új felfedezései számára, más néven SUSY, a standard modell kiterjesztése, amely egyesíti az erő és az anyag részecskéit a szuperpartnerek létezésén keresztül (ezeket néha „sppartikulumoknak” is nevezik). A szuperszimmetria arra törekszik, hogy kitöltse a standard modell által hagyott hiányosságokat.
"A jelenlegi tömeghatárok vagy határok, amelyek kizárják a szuperszimmetrikus részecskéket, nagyon érzékenyek a felső kvarctömegre" - mondja Madaras. "Mivel a felső kvarctömeg most magasabb, ezek a határok vagy határok nem olyan szigorúak, ami növeli annak lehetőségét, hogy a szuperszimmetrikus részecskék a Tevatronon láthatók legyenek."
Közel 40 amerikai egyetem és 40 külföldi intézmény tudósai járultak hozzá az adatok elemzéséhez, amelyet a D-Zero kísérleti csoport a természetnek küldött levélben közölt. A levél Berkeley Lab társszerzői Madarák mellett Mark Strovink, Al Clark, Tom Trippe és Daniel Whiteson.
Michael Witherell, a Fermilab igazgatója egy nyilatkozatában kijelentette, hogy ezek az eredmények nem érik el a felső kvarctömeg precíziós mérésének történetét. A két ütközésérzékelő, a D-Zero és a CDF nagy mennyiségű adatot rögzít a Tevatron II. A CDF együttműködésével nemrégiben beszámoltak a felső tömeg előzetes új méréseiről, a II. Futás adatai alapján. A világátlag pontossága tovább javul, ha eredményeik véglegesek. Az elkövetkező néhány évben mindkét kísérlet egyre pontosabb méréseket fog végezni a felső kvarc tömegére. ”
A Fermilabot, hasonlóan a Berkeley Lab-hoz, az Energiaügyi Minisztérium Tudományos Irodája támogatja. Raymond L. Orbach, a Tudományos Iroda igazgatója, a D-Zero csoport Nature levelére válaszolva: „Ezek a fontos eredmények azt mutatják, hogy tudósaink hogyan alkalmaznak új technikákat a meglévő adatokra, új becsléseket készítenek a a Higgs-bozon. Alig várjuk a következõ forduló eredményeit a hatalmas adatmennyiség miatt, amelyet ma generálunk a Fermilab Tevatronon.
A Berkeley Lab egy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának laboratóriuma, amely Kaliforniában, Berkeley-ben található. Besorolás nélküli tudományos kutatást végez, és a Kaliforniai Egyetem irányítja. A Fermilab egy nemzeti laboratórium, amelyet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Tudományos Irodája finanszíroz, és amelyet az Universities Research Association, Inc. működtet.
Eredeti forrás: Berkeley Lab sajtóközlemény
