Editura Evenimentul si Capital

An fabulos pentru căutătorii bosonului Higgs. Zona în care se află "comoara" a fost restrânsă

higgs
Autor: | | 110 Comentarii | 2477 Vizualizari

Acum două săptămâni s-au prezentat la conferinţa europeană de fizica particulelor, găzduită la Grenoble, în Franţa, cele mai noi rezultate ale căutării experimentale a particulei Higgs, singura particulă elementară prezisă de teoria fizicii particulelor elementare care nu a fost încă nici descoperită, nici infirmată. Dacă ar exista, ar explica originea masei particulelor elementare.

Dacă ne-am imagina Universul ca pe o prăjitură şi am dori să facem un Univers, ar trebui să ştim care sunt ingredientele şi reţeta Universului. Ingredientele Universului sunt particulele elementare, iar reţeta Universului constă în patru forţe elementare cu ajutorul cărăra particulele elementare interacţionează între ele pentru a crea particule compuse precum protonii şi neutronii, din care sunt formaţi apoi atomii şi astfel toată materia din jurul nostru. Teoria fizicii particulelor este un model matematic creat în anii 1960 şi poartă numele deloc poetic de Modelul Standard. Este cea mai precisă teorie construită vreodată de umanitate, căci face predicţii numerice foarte precise despre proprietăţile particulelor elementare şi modul lor de interacţiune, predicţii ce au fost confirmate experimental de absolut toate experimentele ce au avut loc în ultimii 50 de ani. Şi au fost foarte multe experimente. Toate predicţiile teoriei au fost confirmate de experimente, mai puţin una: existenţa particulei Higgs.În ştiinţă, judecătorul suprem al unei teorii, adică al unui model matematic care îşi propune să descrie Natura, este experimentul. Experimentele din fizica particulelor au datoria să spună dacă particula Higgs există sau nu. Dacă ea există, atunci modelul care descrie originea masei particulelor este corect şi omenirea înţelege de ce particulele elementare au masă. Dacă particula Higgs în schimb nu există, atunci desigur că particulele elementare tot au masă, numai că noi nu înţelegem de ce. Ar însemna atunci că există un alt model matematic care descrie originea masei, iar acel model matematic va fi mai evoluat decât teoria curentă, care teorie, subliniem, persistă cu succes de aproape jumătate de secol. Ar fi vorba atunci de noi fenomene fizice dincolo de Modelul Standard, adică, pe scurt, de o revoluţie în fizica particulelor. Există deja numeroase astfel de teorii care explică originea masei particulelor în diferite moduri, însă mecanismul Higgs este cea mai simplă şi elegantă dintre ele. Teoria actuală prezice că particula Higgs are toate numerele cuantice cu valoare zero (de exemplu zero sarcină electrică), iar singurul număr care este diferit de zero este masa particulei. Mai mult, teoria prezice proprietăţile particulei în funcţie de masa sa. Teoria nu îi prezice masa, ci doar dacă particula va fi descoperită, atunci i se va putea măsura precis masa. În lumea subatomică, masele sunt aşa de mici, încât pentru uşurinţă ele se exprimă în unităţi de miliarde de electron-volţi împărţiţi la viteza luminii la pătrat, pe care le voi numi mai departe în acest articol „unităţi” şi despre care am scris detaliat într-un articol anterior tot la EvZ.ro.Astfel, tot aşa cum într-un razboi armatele se împart în divizii care atacă diferite zone ale frontului, tot aşa şi fizicienii se împart în echipe care studiază fiecare cazul în care bosonul Higgs are diferite mase. Căci la fiecare valoare a masei lui, bosonul Higgs este produs cu o altă probabilitate şi se descompune în alte particule cu alte probabilităţi.Acum zece ani, în anul 2001, bosonul Higgs nu era descoperit, dar se ştia ce valori ale masei nu sunt posibile, anume cele mai mici decât 115 unităţi şi mai mari decat 195 unităţi. Valorile mai mici decat 115 unităţi fuseseră eliminate din căutarea directă a bosonului Higgs la patru detectoare de particule la acceleratorul de particule LEP de la CERN, laboratorul european de particule de la Geneva. Valorile mai mari de 195 de unităţi au fost au fost eliminate în mod indirect de către teorie, în sensul că valori mari ale masei bosonului Higgs se contraziceau cu valorile precise măsurate de experimente pentru masa celor mai masive particule elementare cunoscute, anume cuarcul top şi bosonul W. În ultimii 10 ani, acceleratorul LEP şi-a început activitatea şi alţi doi actori au intrat în scenă. În primul rând, la CERN a fost construit un nou accelerator de particule chiar în tunelul în care înainte se afla acceleratorul LEP, anume tunelul aflat la 100 de metri sub pământ şi având o circumferinţă de 27 de km, sub Geneva. Este vorba de acceleratorul de particule LHC, care şi-a început activitatea în septembrie 2010 şi, acum două săptămâni, la conferinţa de la Grenoble, a prezentat primele sale rezultate ale căutării bosonului Higgs. În al doilea rând, tot atunci îşi reîncepea funcţionarea în SUA, la laboratorul Fermilab, după o pauză de ameliorări, acceleratorul Tevatron. În vara anului 2009, acum doi ani, cele două detectoare de particule de la Tevatron, CDF şi Dzero, şi-au combinat eforturile de căutare în mod direct a bosonului Higgs şi au adus primele informaţii preţioase despre bosonul Higgs. Acesta nu se afla în intervalul 160 – 162 de unităţi! Un an mai târziu, în vara lui 2010, intervalul exclus a fost extins la 158 – 175 de unităţi! Aceasta era situaţia înainte de conferinţa de acum două săptămâni de la Grenoble, unde acceleratorul Tevatron a anunţat un interval încă şi mai mare de valori excluse, anume între 156 – 177 de unităţi! Dar mai mult, pentru prima dată, experimentele ATLAS şi CMS de la acceleratorul LHC de la CERN au prezentat rezultatele lor de căutare directă a bosonului Higgs. Şi într-adevăr, experimentele de la Geneva au funcţionat excelent şi rezultatele nu au dezamăgit. Experimentul ATLAS a arătat că bosonul Higgs nu există în intervalul 155-190 de unităţi, mărind astfel cu mult intervalul exclus de cele două experimente de la Tevatron. Mai mult, experimentul CMS de la LHC a exclus un interval încă şi mai mare decât experimentul ATLAS, anume intervalul 149-206 de unităţi!Care este aşadar situaţia la zi? Ei bine, dacă bosonul Higgs există, el are o masă între 115 şi 149 de unităţi, adică un interval de valori mult mai mic decât în urmă cu un an de zile, cand bosonul Higgs se putea găsi ori în intervalul 115 – 158, ori în intervalul 175 – 185 de unităţi.Putem spune că anul acesta a fost foarte fructuos pentru vânătoarea bosonului Higgs, căci un mare teritoriu unde aceasta se putea ascunde a fost eliminat definitiv. Vânătoarea continuă, iar acceleratorul LHC promite să colecteze de 3 ori mai multe date decât cele avute în prezent în următorul an de zile, iar analizele de date să fie rafinate, astfel încât la conferinţele de vara viitoare, cel târziu, să aflăm răspunsul la întrebarea shakespeariană despre bosonul Higgs, a fi sau a nu fi. Când vom afla următoarele informaţii despre bosonul Higgs? Peste trei săptămâni, la conferinţa internaţională de fizica particulelor ce se va derula la Bombay, India, la sfârşitul lui august, şi unde se va prezenta pentru prima dată rezultatul combinat al experimentelor ATLAS şi CMS de la LHC. Împreună vor putea exclude un interval şi mai mare de valori şi, cine ştie, poate chiar să vadă indicii ale bosonului Higgs în intervalul de mase rămas încă neexplorat, adică 115 – 149 de unităţi.De remarcat însă că bosonul Higgs, dacă există, este o particula elementară, adică nu este creată din alte lucruri mai mici, dar ar fi în schimb la fel de masiv precum atomi întregi, formaţi din peste o sută de protoni şi neutroni. De aceea, să exprimăm intervalul 115 – 149 de unităţi de electron volţi în alte unităţi cu care oamenii sunt mai familiari, anume în unităţi atomice de masă (uam), de unde ştim că în mare hidrogenul are masa de o unitate, heliul de patru, carbonul de 12 şi plumbul de 207. Notăm că o unitate precedentă corespunde la 1.074 uam. Aşadar, bosonul Higgs se poate afla în prezent numai în intervalul 123 – 160 unităţi atomice de masă, ceea ce, dacă ne uităm în tabelul periodic al elementelor chimice, corespunde listei de atomi care începe cu Tellurium şi se încheie cu Terbium. Din acestă listă, mai cunoscute publicului larg sunt elementele chimice iod, cesiu, bariu şi lista lantanidelor. Aşadar, dacă particula Higgs există, ar fi la fel de masiv ca unul din aceste elemente chimice, deşi acesta ar fi doar o particulă elementară! Articol scris de Adrian Buzatu, doctor în fizica particulelor elementare la universitatea McGill din Canada, şi vânător de boson Higgs la experimentul CDF de la Fermilab. Am avut onoarea să prezint la conferinţa de la Grenoble rezultatele despre bosonul Higgs la experimentul meu. În următoarele articolele voi detalia cum se realizează căutarea bosonului Higgs dacă are masă în intervalul care este încă posibil, subiectul tezei mele de doctorat.

CUTREMUR in televiziunea din Romania! A demisionat, acum cateva minute! Mesaj transant al vedetei TV

Pagina 1 din 2
Tag-uri: bosonul Higgs



Stirile zilei

Alte articole din categoria: Clubul de ştiinţă

Alte articole din categorie

capital.ro
libertatea.ro
rtv.net
fanatik.ro
wowbiz.ro
b1.ro
cancan.ro
playtech.ro
unica.ro
dcnews.ro
stiridiaspora.ro

LASA UN COMENTARIU

Caractere ramase: 1000

CITEŞTE ŞI