Boska cząstka w garści

Naukowcy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) „rozgrzali maszynę do czerwoności" – uruchomiony po zimowej przerwie akcelerator działa na najwyższych obrotach.

– Wzrost energii zwiększa potencjał LHC i przybliża nas do odkrycia boskiej cząstki – bozonu Higgsa – powiedział Sergio Bertolucci, dyrektor ds. badań Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN).

– Rok 2012 będzie przełomowy w  jej poszukiwaniu.

Więcej mocy

Energia zderzeń wpadających na siebie cząstek jest najwyższa, jaką dotychczas udało się uzyskać w laboratoriach – osiem bilionów elektronowoltów – podstawowych jednostek energii w fizyce. Strumienie protonów pędzących z przeciwnych kierunków z prędkością bliską  światła zderzają się ze sobą w czterech gigantycznych detektorach LHC.

– Po dwóch latach udanych doświadczeń, kiedy zderzaliśmy protony z energią 3,5 biliona elektronowoltów na wiązkę, mamy pewność, że w tym roku możemy zwiększyć energię zderzeń bez ryzyka dla maszyny – wyjaśnia Steve Myers, dyrektor ds. akceleratorów i technologii  w CERN.

Od pierwszego włączenia akceleratora w 2008 r. operatorzy stopniowo zwiększają ilość energii każdej z wiązek protonów biegnących przez 27-kilometrowy tunel na granicy francusko-szwajcarskiej.

Naukowcy będą zbierać dane do listopada, potem je analizować.?Sam akcelerator pozostanie wyłączony przez następne 20 miesięcy. Ten czas zostanie wykorzystany na unowocześnienie urządzeń. Po ponownym otwarciu zderzenia osiągną energię 14 bilionów elektronowoltów.

Badacze pracujący w LHC mają nadzieję, że stanie się to w końcu 2014 i ponowne eksperymenty rozpoczną się  na początku roku 2015.

Pod koniec ubiegłego roku naukowcy byli już bliscy ogłoszenia sukcesu, ale ilość danych   nie wystarczyła na jednoznaczne stwierdzenie, czy bozon Higgsa istnieje, czy nie.

Cząstki Higgsa, jeżeli istnieją, to bardzo krótko i rozpadają się na wiele sposobów. Naukowcy nie są w stanie obserwować samych bozonów Higgsa, a jedynie cząstki pochodzące z rozpadu. Ślady tych cząstek zostały zarejestrowane przez dwa z czterech detektorów ATLAS i CMS.

– Jeśli ta cząstka istnieje, ma małe szanse ukryć się przed nami – niestrudzenie powtarza dyrektor generalny Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych prof. Rolf-Dieter Heuer.

Bez bozonu Higgsa, boskiej cząstki, nigdy dotąd nieobserwowanej podczas eksperymentów, Model Standardowy  – podstawowa teoria współczesnej fizyki jest ciągle niekompletny.

Skąd ta masa

Cząstka nazwana na cześć szkockiego fizyka Petera Higgsa, który teoretycznie przewidział jej istnienie, jest „fundamentem" wszechświata. Jest  ostatnim brakującym ogniwem w teorii fizyki cząstek. Wyjaśnia bowiem, dlaczego inne cząstki mają masę.

– Potwierdzenie, że cząstka Higgsa istnieje, będzie wielkim odkryciem. Ale byłoby jeszcze większym, gdyby okazało się, że jej nie ma – uważa prof. Stefan Soldner-Rembold z Uniwersytetu Manchester.

Wtedy Model Standardowy musiałby zostać zastąpiony inną teorią, która wyjaśniłaby pochodzenie materii. Jej zręby to tzw. nowa fizyka, trafiają tam wyniki eksperymentów, które  nie pasują do Modelu Standardowego.