Harvinaisuus, joka on helppo jättää huomaamatta
CERNin Large Hadron Collider -kiihdyttimen ATLAS-kokeessa työskentelevät fyysikot raportoivat todisteita Higgsin bosonin hajoamisesta virtuaaliseen fotoniin ja todelliseen fotoniin. Prosessin odotetaan tapahtuvan vain noin yhdessä 10 000 Higgsin hajoamisesta, mikä tekee siitä yhden vaikeimmin havaittavista käyttäytymismuodoista.
Koska Higgsin hiukkanen on lyhytikäinen, tutkijat eivät voi nähdä sitä suoraan. He tutkivat hiukkasia, joita se jättää jälkeensä, ja etsivät kuvioita, jotka vastaavat ennustettua reittiä.
Miksi tulos on merkityksellinen
Higgsin bosoni liittyy siihen, miten perushiukkaset saavat massansa. Harvinaisten hajoamisten mittaaminen testaa, vastaavatko sen vuorovaikutukset hiukkasfysiikan standardimallia, kehystä, joka kuvaa tunnettuja hiukkasia ja voimia.
Jos mittaukset poikkeavat ennusteista, se voi viitata uusiin hiukkasiin tai voimiin, joita ei ole vielä havaittu. Toistaiseksi uusi tulos sopii odotettuun kuvaan, mutta ryhmä sanoo, että datanäyte on edelleen pieni.
Analyysi perustuu useiden vuosien aikana tallennettuihin törmäyksiin, ja signaali näkyy vain pienessä määrässä tapahtumia. Kilpailevat ryhmät yrittävät toistaa mittauksen riippumattomilla menetelmillä. Fyysikot sanovat, että juuri tällainen ristiintarkistus muuttaa vihjeen vahvistetuksi havainnoksi.
Lisää dataa tulossa
Harvinaisen prosessin vahvistaminen vie aikaa. Kiihdytin tuottaa Higgsin bosoneja rajoitetulla nopeudella, ja vain pieni osa seuraa tätä reittiä. Tutkijoiden on erotettava heikot signaalit paljon suuremmista tavallisten tapahtumien taustoista.
Ryhmä sanoo, että tulevat ajot lisäävät törmäyksiä ja parantavat mittauksen tarkkuutta. Toistaiseksi löydös lisää palasen kuvaan, joka on rakennettu yli vuosikymmenen työllä kyseisellä laitteella.
Tutkijat sanovat, että mittaus testaa myös sitä, miten Higgs kytkeytyy kevyempiin hiukkasiin, sektoriin, jota on vaikeampi tutkia kuin sen yhteyksiä raskaisiin hiukkasiin. Tulevat korkeamman intensiteetin ajot mahdollistavat paljon tarkemman testin, ja yhteistyö odottaa raportoivansa vankemman luvun muutaman vuoden kuluessa.