• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Jest coraz mniej miejsc, w których może się kryć boska cząstka

    23.08.2011. 00:33
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Jest coraz mniej miejsc, w których można szukać cząstki Higgsa. Eksperymenty w LHC wykluczyły jej istnienie w dużym obszarze poszukiwań. Wyniki badań, w których brali udział również Polacy, przedstawiono na konferencji w indyjskim mieście Mumbai. Rezultaty badań w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) otrzymane w eksperymentach ATLAS i CMS zostały zaprezentowane na konferencji Lepton-Photon w Bombaju - poinformował w przesłanym PAP komunikacie dr Marek Pawłowski, pełnomocnik dziekana Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW). W eksperymentach tych brali udział polscy naukowcy.

    Bozon Higgsa, według hipotezy z lat sześćdziesiątych 20. wieku, ma być elementem mechanizmu nadającego masy cząstkom elementarnym. Potwierdzenie lub wykluczenie istnienia jest jednym z głównych celów programu eksperymentalnego w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC).

    Doświadczenia ATLAS i CMS z 95 proc. pewności wykluczyły istnienie cząstki Higgsa niemal w całym regionie mas od 145 do 466 gigaelektronowoltów (GeV).

    Gigaelektronowolt to energia, jaką uzyskuje elektron, który jest przyspieszany napięciem równym 1 gigawoltowi (10^9 wolta). Istnienie cząstki Higgsa lżejszej niż 114,4 GeV zostało wykluczone dekadę wcześniej przez eksperymenty wykonane przy akceleratorze LEP - poprzedniku LHC. Naukowcom pozostaje więc do zbadania obszar od ok. 114 do 145 GeV.

    "Ten nowy wynik jest bardzo interesujący, ale nie jest zaskakujący. Jest sporo przesłanek za tym, że jeśli cząstka Higgsa istnieje, to z masą około 120-140 GeV, a więc poniżej obszaru wykluczonego" - przyznaje Polak.

    Jak zaznacza prof. Stefan Pokorski z FUW, zarówno odkrycie cząstki Higgsa jak i wykluczenie jej istnienia będzie wielkim odkryciem. Jego zdaniem dla obu tych scenariuszy nowy wynik jest bardzo ważny.

    "To ekscytujące czasy dla fizyki cząstek elementarnych - powiedział dyrektor ds. badań CERN, Sergio Bertolucci. - Nowe odkrycia są niemal pewne w ciągu najbliższych 12 miesięcy. Jeśli Higgs istnieje, eksperymenty wkrótce go znajdą. Jeśli nie, jego brak wytyczy kierunki rozwoju nowej fizyki."

    "Jeśli to urządzenie (LHC - PAP) będzie nadal tak dobrze pracować, to do końca 2012 roku powinniśmy już na pewno wiedzieć, czy Cząstka Higgsa z Modelu Standardowego istnieje czy nie. Wielu spośród fizyków teoretyków uważa, że niezaobserwowanie Higgsa jest wręcz ciekawsze niż jego zaobserwowanie" - uważa prof. Agnieszka Zaleska-Bąk, przedstawiciela polskich fizyków w Radzie CERN i dodaje, że akcelerator LHC przy podniesionej energii wiązek i po dalszym podniesieniu liczby przyspieszanych protonów, powinien pomóc w przetestowaniu koncepcji teoretycznych alternatywnych do cząstki Higgsa.

    Mechanizm Higgsa w Modelu Standardowym jest jednym z kilku sposobów zaproponowanych do wyjaśnienia faktu uzyskiwania mas przez cząstki elementarne. Zgodnie z hipotezą mechanizmu Higgsa przestrzeń jest wypełniona tzw. polem Higgsa, z którym oddziałują cząstki. Te rodzaje cząstek, które oddziałują silniej z polem, mają większą masę od tych, które oddziałują słabiej, a dzieje się tak w pewnym sensie podobnie jak w przypadku wyścigowego bolidu, który znacznie łatwiej rozcina powietrze niż autobus.

    "Mało kto uważa Model Standardowy (którego potwierdzeniem byłoby znalezienie bozonu Higgsa jako ostatniej brakującej cegiełki) za w pełni zadawalającą teorię. Argumentów jest wiele. (...)Najbardziej chyba przekonywującym spośród nich jest brak w Modelu Standardowym naturalnego wyjaśnienia pochodzenia ciemnej materii we Wszechświecie. Dlatego też od wielu już lat fizycy intensywnie poszukiwali alternatywnych teorii, które mogłyby rozwiązać problemy Modelu Standardowego" - komentuje prof. Leszek Roszkowski z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.

    Na pierwszej tegorocznej wielkiej konferencji fizyki cząstek elementarnych, konferencji Fizyki Wysokich Energii Europejskiego Towarzystwa Fizycznego, zorganizowanej w lipcu w Grenoble we Francji, zarówno ATLAS jak i CMS zastrzegały, że możliwe ślady sygnału cząstki Higgsa wśród ich danych mogą być wyjaśnione przez fluktuacje statystyczne. Obecnie, biorąc pod uwagę analizę dodatkowych danych, waga tych fluktuacji nieznacznie się obniżyła.

    Konferencja Lepton-Photon w Mumbai trwa do 27 sierpnia. 27 sierpnia eksperyment LHCb prowadzony w CERN przy akceleratorze LHC zaprezentuje swoje ostatnie pomiary Modelu Standardowego. Po zakończeniu konferencji wyniki eksperymentów LHC będą dostępne na stronach internetowych CERN.

    PAP - Nauka w Polsce

    lt/ tot/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Bozon Higgsa (higson) – cząstka elementarna, której istnienie jest postulowane przez model standardowy, nazwana nazwiskiem Petera Higgsa. 4 lipca 2012 ogłoszone zostało odkrycie nowej cząstki elementarnej przez eksperymenty ATLAS i CMS, prowadzone przy Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERNie. Wyniki ogłoszone 4 lipca zostały potwierdzone przez rezultaty kolejnych eksperymentów, publikowane w ciągu następnego roku. Masa odkrytej cząstki, wykrycie jej w oczekiwanych kanałach rozpadu oraz jej właściwości stanowiły mocne potwierdzenie, że jest to długo poszukiwany bozon Higgsa. W kwietniu zespoły pracujące przy detektorach CMS i ATLAS ostatecznie stwierdziły, że cząstka ta jest bozonem Higgsa. Pole Higgsa – skalarne pole postulowane w 1964 roku przez Petera Higgsa. Koncepcja pola Higgsa została wykorzystana przez Stevena Weinberga do konstrukcji Modelu Standardowego. Gerald Stanford Guralnik (ur. 17 września 1936, Cedar Falls, Iowa, USA) – fizyk amerykański, profesor fizyki, Brown University. Pracuje głównie w dziedzinach kwantowej teorii pola oraz ogólnej teorii względności. Szczególnie cytowany za wkład w dziedzinie spontanicznego złamania symetrii (pole Higgsa, bozon Higgsa). W 2010 wyróżniony Nagrodą Sakurai.

    Rozpad protonu – hipotetyczny nowy rodzaj rozpadu promieniotwórczego, w rezultacie którego swobodny proton rozpadałby się na lżejsze cząstki. W Modelu Standardowym fizyki cząstek elementarnych rozpad taki jest zabroniony, ponieważ łamie zasadę zachowania liczby barionowej. Możliwość takiego rozpadu przewidują niektóre rozszerzenia Modelu Standardowego, np. teorie wielkiej unifikacji. Eksperymentalnie nie udało się dotychczas jednoznacznie zaobserwować żadnych przypadków tego procesu. LHCb (skrót ang. "Large Hadron Collider beauty") – detektor cząstek elementarnych przy genewskim Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN.

    Akcelerator zderzeniowy - urządzenie rozpędzające cząstki elementarne w przeciwnych kierunkach w dwóch tunelach, by zderzyły się i zużyły prawie całą porcję energii kinetycznej na wytworzenie nowych cząstek. Do najważniejszych działających należy Wielki Zderzacz Hadronów w CERN. Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.

    Mikrocząstki – cząstki materii, do których nie stosują się prawa fizyki klasycznej, a ruchem ich i wzajemnymi oddziaływaniami rządzą prawa teorii kwantów. Do nich należą cząstki o rozmiarach nie przekraczających rozmiarów atomów tzn. rzędu 10 cm i mniejszych. Są to więc głownie cząstki elementarne lub ich zespoły (np. jądra atomowe). Nośniki oddziaływań - w teoriach kwantowych oddziaływania są przenoszone przez pewne cząstki zwane właśnie nośnikami oddziaływań lub kwantami oddziaływań. Istnieją dwie kategorie takich cząstek - rzeczywiste cząstki (przenoszące oddziaływania elementarne) oraz quasicząstki (pseudocząstki).

    Cząstki fundamentalne – w fizyce, budulec z którego byłyby złożone wszystkie inne cząstki elementarne, a które same nie byłyby już złożone z żadnego innego budulca. Cząstka fundamentalna, nie została jeszcze odkryta. Początkowo myślano, że kwark jest taką właśnie cząstką.

    Masa spoczynkowa protonu – masa protonu pozostającego w spoczynku w inercjalnym układzie odniesienia. Rozróżnienie między masą spoczynkową a masą cząstki poruszającej się jest istotne z punktu fizyki relatywistycznej i ma znaczenie np. w przypadku zjawisk i eksperymentów z dziedziny fizyki cząstek elementarnych.

    Masa spoczynkowa neutronu to masa neutronu pozostającego w spoczynku w inercjalnym układzie odniesienia. Rozróżnienie między masą spoczynkową a masą cząstki poruszającej się jest istotne z punktu fizyki relatywistycznej i ma znaczenie np. w przypadku zjawisk i eksperymentów z dziedziny fizyki cząstek elementarnych. Jądro złożone – rodzaj silnie wzbudzonego jądra atomowego, które powstaje w wyniku zespolenia się ze sobą co najmniej dwóch zderzających się ze sobą jąder, bądź wchłonięcia określonej cząstki przez dane jądro. Produkty reakcji zazwyczaj znacznie różnią się od cząstek padających. Ponadto produkty reakcji przez jądro złożone mają kierunek słabo skorelowany z kierunkiem cząstki padającej. Inaczej niż w reakcji bezpośredniej, w której kierunek ruchu emitowanych cząstek pokrywa się mniej więcej z kierunkiem ruchu cząstki padającej. Jedynie kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek ruchu cząstki padającej i środek bombardowanego jądra jest dyskryminowany, ponieważ jest to kierunek osi obrotu, jaki zaczyna wykonywać uderzone jądro, przy niecentralnym uderzeniu przez cząstkę padającą. Pozostałe kierunki są uprzywilejowane ze względu na pewien wpływ siły odśrodkowej.

    Masa spoczynkowa elektronu – masa elektronu pozostającego w spoczynku w inercjalnym układzie odniesienia. Rozróżnienie między masą spoczynkową a masą cząstki poruszającej się jest istotne z punktu widzenia fizyki relatywistycznej i ma znaczenie np. w przypadku zjawisk i eksperymentów z dziedziny fizyki cząstek elementarnych. Jej wartość podana przez CODATA na podstawie aktualnych pomiarów w roku 2010 wynosi: Kwark – cząstka elementarna, fermion mający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki, istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz sześć rodzajów antykwarków.

    Dodano: 23.08.2011. 00:33  


    Najnowsze