Zaobserwowano rozpad bozonu Higgsa

Potrzeba było sześciu lat, żeby od poznania bozonu Higgsa dojść do obserwowania jego rozpadu. To zadanie udało się wykonać w szwajcarskim CERNie.

 

Nie byłoby to możliwe, gdyby nie Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), znajdujący się na powierzchni ponad 60 kilometrów kwadratowych. Początkowo miał służyć do znalezienia Higgsona, co udało się w 2012 roku. Od tego czasu naukowcy starają się lepiej zbadać te cząsteczki, które stały się kolejnym dowodem na słuszność całego obecnie obowiązującego modelu fizycznego. 

 

Co to w ogóle jest bozon Higgsa?

 

Jest to cząstka powstająca w polu Higgsa. Gdy bozony lub kwarki wpadną w pole Higgsa z prędkością światła, zwalniają, czyli oddają część swojej energii. Jako, że energia nie może pojawić się znikąd, ani nie może zniknąć, ta oddana przez cząstki musi się w coś zamienić. I zamienia się w coś, co nazywamy bozonem Higgsa. 

 

Co się z nim dzieje dalej?

 

Ulega rozpadowi po czasie rzędu 10^-22 sekundy. Tutaj pojawia się tytułowa obserwacja. Naukowcy zastanawiali się czy Higgson ulegnie rozpadowi na elementarne cząstki, czyli kwarki, czy na coś innego co podważyłoby Standardowy Model fizyki. Okazało się, że wcześniejsze modele był słuszne - efektem rozpadu były 2 kwarki b, zwane też kwarkami pięknymi. 

 

Czemu to takie istotne?

 

Cząstki wpadające w pole Higgsa, wpadając tam z prędkością światła nie mają masy, co wynika z teorii względności Alberta Einsteina. Gdy ich prędkość spada poniżej prędkości światła, zyskują masę. Aż do teraz nie udało się tego nigdy zaobserwować.

 

Dlaczego było to takie trudne?

 

Cały eksperyment był ciężki do przeprowadzenia ze względu na to, że podczas kolizji dwóch protonów istnieje wiele źródeł tworzących kwarki b, więc ciężko było zaobserwować to konkretne źródło, czyli rozpad bozonu Higgsa. Stąd potrzeba było aż 6 lat na odkrycie tego konkretnego rozpadu, w przeciwieństwie do innych wariantów, na przykład na 2 fotony. Taki rozpad jednak nie był satysfakcjonujący, gdyż fotony nie posiadają swojej masy spoczynkowej, czyli de facto nie dowodziło to nadawaniu masy poprzez efekt Higgsa.

 

Karl Jakobs, przedstawiciel związku naukowców ATLAS, powiedział: Ta obserwacja to kamień milowy w poznawaniu bozonu Higgsa. Ukazuje, że eksperymenty ATLAS i CMS osiągnęły świetną kontrolę nad danymi i tłem, która przewyższa oczekiwania. ATLAS zaobserwował już wszystkie połączenia bozonów Higgsa w ciężkie kwarki oraz leptony trzeciej generacji* równie dobrze jak wszystkie główne metody twórcze.

 

 

* - leptony 3. generacji, czyli neutrino i taon 

 

Źródło: CERN