Atrodo, kad viena sunkiausiai sugaunamų dalelių – Higgso bozonas – slapstysis dar kurį laiką, rašo LiveScience.com.
Didžiojo hadronų priešpriešinių srautų greitintuvo (LHC), esančio Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijos (CERN) fizikos laboratorijoje Šveicarijoje, mokslininkai baigė eksperimentus, kurie galėtų leisti žvilgtelėti į seniai ieškomą dalelę, bent jau šiais metais.
Manoma, kad Higgso bozonas, kurio egzistavimą numato teorijos, tačiau kuris iš tiesų niekada nebuvo stebėtas, visoms kitoms dalelėms suteikia masę. Fizikai nuo pat 2008 metų, kai LHC pradėti vykdyti dalelių susidūrimai, tikėjosi pamatyti jo egzistavimo ženklų. Tačiau kol kas nesėkmingai.
„LHC veikia fantastiškai, jis nuostabus. Tačiau ne taip fantastiška tai, kad dar nepamatėme nieko naujo, nepadaryta jokių naujų atradimų“, – teigė CERN dalelių fizikas Christophas Rembseras, dirbantis greitintuvo ATLAS eksperimente.
Tačiau Ch. Rembseras ir kiti pabrėžė iš anksto žinoję, kad prireiks laiko, kol bus sukaupta pakankamai duomenų, leisiančių atrasti naujas daleles.
Tačiau ne per daug laiko: kitas CERN mokslininkas teigė, kad jei dalelė nebus atrasta ir kitąmet, yra tikimybė, kad ji tiesiog neegzistuoja.
Šiais metais 180 dienų LHC 27 kilometrų ilgio požeminiame tunelyje vykdė protonų susidūrimus. Dideliu greičiu lekiančioms dalelėms susidūrus kaktomuša sukuriama didžiulė energija, kurios turėtų pakakti egzotiškoms dalelėms, tokioms kaip Higgso bozonas, pasirodyti.
Tačiau šią savaitę fizikai protonų susidūrimus su protonais greitintuve nutraukė, ketindami likusius mėnesius šiais metais panaudoti sunkesnių švino jonų (susidedančių iš 82 protonų ir dar daugiau neutronų) susidūrimų vykdymui.
Šie susidūrimai tokie galingi, kad jie iš esmės gali medžiagą išlydyti į pirmykštę jos sudedamųjų dalių sriubą – mažas daleles, vadinamas kvarkais ir gliuonais. Šios kvarkų-gliuonų sriubos tyrinėjimai gali padėti daugiau sužinoti apie tai, kaip atomai formavosi visatai vos atsiradus, beveik prieš 14 mlrd. metų.
Kai kitąmet LHC vėl bus paleistas, fizikai ketina atnaujinti Higgso bozono paieškas. Ši dalelė, kartais dėl jos svarbos vadinama „dieviškąja dalele“, kaip manoma, yra susijusi su Higgso lauku, kuris užpildo visą visatą.
Kai kitos dalelės keliauja per šį lauką, jos įgyja masę – taip pat, kaip per ežerą keliaujantis objektas sušlampa. Mokslininkai mano, kad šis mechanizmas galėtų paaiškinti, kodėl dalelės turi masę.
Higgso modelis toks sėkmingas, jog jis tapo Standartinio dalelių fizikos modelio, geriausios mokslinės teorijos, apibūdinančios fundamentaliąsias visatos sudedamąsias dalis, dalimi.
„Kalbant apie naują fiziką, kurios ieškome LHC, Higgso bozonas yra išskirtinis ta prasme, kad jį jau įtraukėme į savo skaičiavimus. Kad mūsų teorija būtų teisinga, Higgso bozonas turi egzistuoti. Jei taip nėra, reikia kažko jam pakeisti“, – teigė CERN fizikas Jonas Srandbergas.
Tai, kad LHC Higgso bozono dar nerado, nereiškia, kad jis nepadėjo apie dalelę nieko sužinoti. Ilgose paieškose dalelių greitintuvas jau atmetė keletą galimų vietų, kur dalelė galėtų slėptis.
„Iš savo teorijos apie Higgso bozoną žinome viską, išskyrus vieną – kokią masę jis turi. Priklausomai nuo jo masės, jis turi tam tikras savybes. Atmetėme daugybę su Higgso bozonu susijusių galimybių. Tačiau liko labiausiai tikėtinos galimybės. Šiuo požiūrių, įdomiausias langas dar liko. Praeis šiek tiek lako, kol jį uždarysime“, – teigė J. Strandbergas.
Mokslininkai, būdami 99 proc. tikri, dabar gali pasakyti, kad Higgso bozono masė nėra tarp 160 ir 220 gigaelektronvoltų (GeV). Palyginimui, protono masė yra maždaug 0,938 GeV. Tačiau kiti intervalai, pavyzdžiui tarp 114 ir 135 GeV ar virš 500 GeV, vis dar neatmesti.
„Kitais metais atmesime visas galimas mases. Manau, kad jei dalelės nerasime kitąmet, reikš, kad Higgso bozonas, kokį įsivaizduojame, neegzistuoja“, – teigia J. Strandbergas.
Nors kai kurie fizikai tikėjosi Higgso bozoną rasti greičiau, dauguma teigia nesą nusivylę.
„Norėjau tikėtis, kad tai bus lengviau, tačiau esu labai patenkintas, nes rezultatai labai rimti, eksperimentai vyksta puikiai. CERN nėra verkiančių fizikų. Taip smagu tirti ir analizuoti duomenis, tad atmosfera CERN yra tiesiog fantastiška“, – tvirtino Ch. Rembseras.
O dauguma tyrėjų atvirai pripažino nenustebę, kad didžiojo prizo dar nebuvo.
„Maniau, kad tai truks penkerius metus. Manau, kad iš tiesų viskas vyksta labai greitai“, – teigė fizikas Joao Guimaraesas da Costa iš Harvardo, LHC ATLAS komandos narys.
Iš tiesų dauguma fizikų mano, kad labiausiai tikėtina Higgso bozono masė yra tarp mažesnės masės intervalų, kurie LHC pakankamai giliai dar netyrinėti. Kai kuriems jų būtų netikėta, jei dalelė jau būtų rasta.
Tačiau jei po metų vis dar bus tas pats nulinis rezultatas, daug daugiau ekspertų bus greičiausiai nustebę.
„Jei dalelės visiškai nerasime, tai bus gana netikėta. Tai reikš, kad reiks permąstyti viską, ką apie Higgso bozoną žinome, ką apie jį mokė ir kas, kaip manome, yra tiesa“, – kalbėjo J. Strandbergas.
