Tekma za Higgsovim delcem z dramaticnim zgodovinskim preobratom?

    Skoraj takoj po tem, ko so ta teden v CERNu ponovni zagon pospesevalnika LHC spet prestavili, in se bo torej zbiranje podatkov v eksperimentih Atlas in CMS zacelo z dodatno enoletno zamudo, so v konkurencnem, sibkejsem, a ze leta uspesno delujocem pospesevalniku Tevatron v Fermilabu  v ZDA ocenili, da bodo ob nadaljnem nemotenem delovanju zelo verjetno oni prvi odkrili zadnji manjkajoci clen standardnega modela osnovnih delcev. Ker masa Higgsovega delca znotraj standardnega modela na podlagi obstojecih meritev ni natancno dolocljiva, so oceno verjetnosti predstavili v obliki grafa, ki prikazuje verjetnost prvega odkritja v odvisnosti od mase Higgsovega delca (spodaj).
    Vir: www.fnal.gov Razgibanost krivulje je predvsem posledica zanimivih lastnosti Higgsovega delca. Zaradi ohranitve energije lahko ta razpade le v delce katerih skupna masa je manjsa od njegove. Ker je hkrati tesno povezan s samim izvorom mase teh delcev, naivno povedano raje razpade v tezje delce (ce mu ohranitev energije to le dovoljuje). To pri njegovi vecji masi vodi do bolj spektakularnih signalov v detekorju, ki jih je zato lazje opaziti. Na drugem koncu spektra pri zelo veliki masi Higgsovega delca samemu pospesevalniku zacne zmanjkovati energije za zelo obilno tvorbo Higgsovih delcev.  Zato bo LHC z vecjo gostoto protonskih curkov (pomembno, ce ima Higgsov delec majhno maso) in njihovo visjo energijo (bistveno ob veliki masi) kmalu po zagonu neulovljivo prehitel Tevatron; dodatno leto zastoja pa se lahko izkaze za usodno in tekma bo medtem morda ze odlocena. Vse skupaj seveda sloni na predpostavkah, da se od sedaj naprej stvari v obeh raziskovalnih centrih razvijajo po planu in pa da so napovedi standardnega modela o obstoju in lastnostih Higgsovega delca pravilne… Taksen razplet bi pomenil svojevrstno zgodovinsko izjemo, zanimivo predvsem za vse vrazeverneze in ljubitelje teorij zarote. Do sedaj sta si namrec Evropa in ZDA odkritja vseh osnovnih delcev standardnega modela (in  pripadajoce Nobelove nagrade) dosledno ceprav nakljucno razdelili po zanimivem principu. Vsi delci s spinom (kvantna oblika vrtilne kolicine in ena izmed osnovnih lastnosti delcev) ½ so bili do sedaj odkriti v ZDA, medtem ko so Evropi do sedaj pripadla vsa odkritja osnovnih delcev standardnega modela s celostevilskim spinom, kamor se uvrsca tudi Higgsov delec. Zgodovina teh odkritij je bila ze do sedaj polna dramaticnih preobratov, enega najbolj bolecih pa so leta 1974 na svoji kozi obcutili tudi v Laboratori Nazionali di Frascati (LNF), kjer trenutno delujem. O tem kdaj drugic.

    4 KOMENTARJI

    1. Prav zanimiv preobrat v tej tekmi, kajne? Pred enim letom so v Fermilabu skoraj odpuscali ljudi (so imeli ze menjujoce se prisilne dopuste), zaradi zmanjsanega financiranja znanosti. Sedaj pa lahko poberejo nobelovo evropejcem izpred nosa. Da ne omenjam, da jim sedaj ob tem debelem stimulus package ni potrebno vec skrbeti za cash.

      Dodatno vprasanje je seveda, kdo bo pobral nobelovo, tako v primeru odkritja na tevatronu ali na lhc. Nekaj tisoc ljudi in nobenega avtokratskega vodenja ala Rubbia…

    2. Se popolnoma strinjam z Juretom, da elektrosibke precizne meritve (ESPM) favorizirajo lahek Higgs, blizu zgornje meje iz LEPa, in da tam Tevatron nima dosti moznosti, vendar pa so na
      predlaganem grafu poleg teh vsebovani tudi ze trenutni rezultati iz Tevatrona, tako da grafa nista neodvisna; morda bolj nazorno sliko, kaj pricakujemo iz ESPM da kar tole.

      Sicer pa lahko vsi navdusenci razgrete navijaske strasti oplemenitite tudi tu :-).

    3. Ja, res je, graf gfitterja iz mojega prejsnjega komentarja vsebuje tudi podatke s Tevatrona. Ampak mislim, da bi morali pri govoru o “verjetnosti za odkritje” upostevati ravno ta graf. Namrec, v resnici hocemo pogojno verjetnost – koliksna je verjetnost, da Tevatron odkrije higgsa, ob dejstvu da ga do sedaj se ni (ter ob upostevanju podatkov iz elektrosibkih meritev). Recimo, higgsa z maso 170 GeV sta CDF in D0 izkljucila z verjetnostjo vecjo od 3 sigma. Verjetnost, da ima higgs maso 170 GeV je torej manjsa kot 0.27%. Ce pa pogledas graf, kjer kazejo kaksne moznosti ima Tevatron za odkritje do leta 2011, potem je pri masi higgsa 170 GeV ta skoraj 100%, torej skoraj zagotovljeno odkritje. A v resnici ves, da je ta masa higgsa ze prakticno izkljucena.

      Torej, za samo delovanje eksperimenta je tovrsten graf, kot ga kaze Tevatron res precej zgovoren, ampak pri “verjetnosti za odkritje” vseeno nekoliko zavajujoc…

    PUSTITE KOMENTAR

    Vpiši svoj komentar!
    Prosimo vpišite svoje ime

    This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.