LHC võib olla Higgsi bosoni jälil

Suure hadronite põrgutiga (LHC) töötavatelt füüsikutelt lekkinud info viitab, et kauaotsitud Higgsi boson võib olla leitud, kirjutab teadusportaal novaator.ee.

Saladuslik Higgsi boson on seni veel avastamata elementaarosake, mille ülesandeks on anda ülejäänud elementaarosakestele mass.

Füüsikute avastusele vihjas oma blogis füüsik Peter Woit. Neli füüsikut on arvamusel, et LHC ühe eksperimendi ATLAS raames on leitud Higgsi boson, mis laguneb kaheks kõrge energiaga footoniks. Neid footonipaare tekkis 115 gigaelektronvoldi juures aga rohkem, kui näeb ette osakestefüüsika standardmudel. Füüsikute teates seisab, et vaatlustulemused erinevad füüsika tavamudelist, mis viitab võimalusele leida lähitulevikus uusi senitundmatuid osakesi.

LHCd uuringuteks kasutava Euroopa tuumauuringute keskuse (CERN) sõnul ei ole andmed siiski kinnitatud. CERNi eestkõneleja James Gillies'i sõnul on põhjapanevaid järeldusi veel vara teha, sest enamus leitud osakestest haihtus ülikiirelt.

Anonüümseks jääda soovinud ATLASe projektis osalev füüsik märkis, et neil õnnestus tuvastada üsna suure sagedusega esinevaid signaale, mis ei osutunud veafaktori või muude mõjude tõttu tõeseks. Füüsikute blogides puudub uudise osas siiski ühine seisukoht ning arvamused kõiguvad seinast seina. Osa arvab, et tegu on sajandi avastusega, teised peavad seda lihtsalt valehäirks.

See ei ole esimene kord, kui Higgsi bosomi avastusest on teatatud. Võimalikuks Higgsi bosoni avastuseks peeti ka 2010. aastal USAs asuva osakeste kiirendi Tevatroni leidu.

Üks on puudu

Füüsikas kasutatavat osakeste standardmudelit vaadeldakse kui kõikehõlmavat teooriat, mida me teame meile teadaolevate 17 aatomist väiksemate osakeste kohta. Siiani on füüsikud suutnud jälgida neist ainult kuutteist. Higgsi boson pälvis füüsikute tähelepanu 1960ndatel aastatel ning põrgutieksperimentide üks peaeesmärke on selle avastamine.

Suures hadronite põrgutis liiguvad prootonid peaaegu valguskiirusel, põrkuvad teineteisega ning selle tulemusel tekivad uued väga kõrge energiaga osakesed. Need lagunevad aga kiiresti ning selle tulemusel moodustub omakorda rida osakesi, näiteks footoneid.

Moodustunud osakesi aitavad avastada detektorid ATLAS ja CMS, mis suudavad jälgida tavaliste osakeste massi ja liikumisteid ning nende põhjal rekonstrueerida osakeste vahel toimunud kokkupõrke tagajärgi.

Seisukohad avaldanud füüsikuid juhtinud Wisconsin-Madisoni ülikooli teadlase Sau Lan Wu sõnul oli ATLASega võimalik jälgida kahte footonit, mille energiaks mõõdeti 115 gigaelektronvolti. Põhimõtteliselt peaks Higgsi bosomi mass olema sellise jagatise saamiseks nii suur, et see oleks jagatud valguskiiruse ruuduga.  Kuivõrd energia ja mass on seotud Einsteini relatiivsusteooria valemiga E=mc2, siis valitseb enamasti füüsikute seas seisukoht, et mass ja energia võivad omavahel vahetatavad olla. Näiteks prootoni mass on 0,9 GeV/c2. Füüsikud arvavad, et ka LHC eelkäija suur elektronide-positronide põrguti (LEP) võis 2000. aastal leida Higgsi bosoniga sarnase massiga osakesi.

Eksperimendi tavaversioon tulemusel laguneb ainult üks sajast tuhandest Higgsi bosoni elektronist kaheks footoniks. ATLASe signaal on aga 30 korda tavamudelist võimsam, mis tähendab, et Higgsi bosoneid tekkis oodatust 30 korda rohkem või sajast tuhandest elektronist tekkis kolmkümmend footonipaari.

Tegemist võib olla kvantmehaanika aatomite pöörlemise eripära või osakestega, mis ei käitu füüsika tavamudelile vastavalt. Võimalik, et tegemist on näiteks hüpoteetilise osakesega, mis on seotud senitundmatute mõõdetega.

LHC jätkab plaanikohaselt oma tegevust 2012. aasta lõpuni. Columbia ülikooli füüsiku Gustaaf Brooijmansi arvates võimaldab see ehk Higgsi bosomi nõrga signaali üles leida, kui see üldse eksisteerib.