Cern præsenterer de første resultater i jagten på Higgs-partiklen

Analyse af sidste års forsøg med LHC gør det nu muligt for fysikerne at indsnævre området for Higgspartiklen. De skal dog indsamle data i endnu halvandet år, før de med sikkerhed kan udtale sig om partiklen findes eller ej.

Samtidig med, at Cern netop har taget hul på dette års forsøg - de første kollisioner fandt sted i Large Hadron Collider natten til i dag - så har forskerne bag CMS-detektoren offentliggjort den første analyse af sidste års kollisionsdata vedrørende Higgspartiklen.

Derved tilføjer Cern og LHC for første gang ny viden om Higgspartiklen, som ikke allerede kendt er fra forsøg med andre partikelacceleratorer.

I fysikernes såkaldte Standardmodel er Higgs'en den partikel, der forklarer, hvorfor andre partikler - som elektroner og kvarker - har masse. Den spiller derfor en helt afgørende roller for vor forståelse af, hvordan naturen er opbygget.

Holger Bech Nielsen skrev i 2007 sit bud på Higgspartiklens masse på væggen i Ingeniørens kantine.

Fra forsøg med LHC's forgænger, Large Electon Positron Collider (LEP), ved man, at Higgspartiklen må have en masse, der er større end 114 gigaelektronvolt (partikelfysikerne regner normalt masse i energienheder ud fra Einsteins formel E = mc^2).

Den begrænsede energi i sammenstød mellem elektroner og positroner i sammenligning med sammenstød mellem meget tungere protoner, gjorde det dog umuligt at påvise eksistensen af Higgspartiklen med LEP.

Forsøg med Tevatron i USA har udelukket, at Higgspartiklen findes i området 158-175 GeV, så den formodes at skjule sig i området 114-158 GeV.

I Ingeniørens kantine har professor Holger Bech Nielsen fra Niels Bohr Institutet under et foredrag for fire år siden givet sit bud på Higgspartiklens masse: 116 GeV. Intet tyder endnu på, at han skulle tage fejl.

13 interessante tilfælde

Det har ikke været muligt ud fra sidste års LHC-data at indsnævre det mulige område for Higgspartiklen i den almindelige udgave af Standardmodellen.

Men der findes en særlig udgave af Standardmodellen, SM4, som indeholder fire familier af kvarker (de indre dele af bl.a. protoner og neutroner) og leptoner (bl.a. elektroner og myoner) i stedet for de tre familier, som indgår i den almindelige Standardmodel.

SM4 er en spekulativ teori, som det dog ikke er mulig at forkaste ud fra alle de mange forsøg, der er udført med alverdens partikelacceleratorer - selv om de fleste fysikere holder sig til, at den almindelige Standardmodel nok er den rigtige.

Hvis en Higgspartikel dannes i forbindelse med proton-kollisioner, kan den henfalde til et par af W-partiklerne (W+ og W-). Disse partikler er knyttet til den elektrosvage kraft, som forener den elektromagnetiske kraft og den svage kernekraft, som bl.a. er ansvarlig for radioaktive henfald.

Fra kollisioner i 2010 har man identificeret 13 tilfælde af W+W-. De kan observeres i CMS-detektoren, når de siden hen henfalder til bl.a. elektroner og myoner.

Data bekræfter for det første den kendte sandsynlighed for, at W+W- parret dannes ved kollisionerne.

En nærmere analyse viser endvidere, at man med en sikkerhed på 95 procent kan udelukke, at de skyldes Higgspartikler, såfremt Higgspartiklen i den udvidede Standardmodel (SM4) findes i området 144-207 GeV.

Når det gælder den almindelige Standardmodel, har man dog ikke nok data til at kunne tilføje ny viden.

Første gang LHC lægger afstand til Tevatron

Det kan synes som et lille resultat, men det er dog interessant, fordi det er første resultat fra LHC, som forbedrer den viden om Higgspartiklen, som man tidligere har kunnet opnå med Tevatron i USA efter 27 års dataindsamling.

Tevatron er nu under nedlukning og ude af billedet i den endelige jagt på Higgs'en.

Fysikerne forventer, at de næste halvandet års drift med den meget kraftigere LHC vil give nok data til, at man med sikkerhed kan finde - eller forkaste eksistensen - af Higgspartiklen både inden for SM4 og den almindelige Standardmodel.

Dokumentation

Resume af Cerns artikel

Kommentarer (1)

Jeg troede at Fermilab sidste år havde ekskluderet intervallet 130-210 GeV for den stakkels partikel !

HBN's teori om "Guds" indgriben har hidtil vist sig at holde stik. Har HBN ikke nævnt denne teori under kantinebesøget på Ing ?

  • 0
  • 0

Jo HBN nævnte sin teori om, at fremtiden kan påvirke nutiden, og det kan medføre at Higgsen ikke vil lade sig finde - det har jeg tidligere har skrevet om ved flere lejligheder. Interessant og spekulativt, men ....

  • 0
  • 0