Το Σωματίδιο Higgs
Αυτό το μικρό κεφάλαιο θα σου δώσει μια ιδέα για την έρευνα αυτού του σωματιδίου που συζητιέται πολύ τελευταία.


Ανάμεσα στα νέα σωματίδια που προσπαθούμε να ανακαλύψουμε, το σωματίδιο Higgs αναφέρεται σαν ένας από τους σπουδαιότερους υποψήφιους. Θα βοηθήσει στην καθιέρωση ενός μηχανισμού που προτάθηκε στη δεκαετία του 1960 και ο οποίος επιτρέπει στα σωματίδια του καθιερωμένου προτύπου να έχουν μάζα. Οι συμμετρίες, στις οποίες υπακούουν οι θεωρίες των στοιχειωδών σωματιδίων, υποχρεώνουν όλα τα σωματίδια να είναι άμαζα, τουλάχιστον στις πρώτες στιγμές μετά τη μεγάλη έκρηξη (big bang). Κατά το μηχανισμό αυτό το λεγόμενο πεδίο Higgs γέμισε το σύμπαν. Η αντίσταση που παρουσιάζει αυτό το πεδίο στην κίνηση των στοιχειωδών σωματιδίων αντιστοιχεί στη μάζα τους. Η απόδειξη αυτού του μηχανισμού προϋποθέτει την παρατήρηση του αντίστοιχου κβάντου-σωματιδίου του πεδίου: του σωματιδίου Higgs. Δυστυχώς, το σωματίδιο διασπάται πολύ γρήγορα σε άλλα σωματίδια και η άμεση παρατήρησή του είναι αδύνατη. Επομένως η παρατήρησή του έγκειται στην αντίστοιχη παρατήρηση των προϊόντων της διάσπασης. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι διάσπασης του Higgs, που εξαρτώνται όμως από τη μάζα του, που είναι άγνωστη. Γι' αυτό το λόγο οι φυσικοί είναι αναγκασμένοι να ελέγξουν όλους τις πιθανούς τρόπους διάσπασής του. Στο διάγραμμα, που στηρίζεται σε θεωρητικούς υπολογισμούς, παρουσιάζεται στον άξονα y η αναλογία των πιο σημαντικών διασπάσεων του Higgs ως συνάρτηση της μάζας του στον άξονα x. Έτσι γίνεται φανερή η εξάρτηση του τρόπου διάσπασης από τη μάζα.



Πρόσεξε τη μπλε διακεκομμένη γραμμή (με την ένδειξη WW). Μας λέει ότι αν η μάζα του Higgs είναι τουλάχιστον 140GeV/c2, θα διασπαστεί κυρίως προς ένα ζευγάρι W. Μιας και το σωματίδιο Higgs είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, τα δύο W έχουν αντίθετο φορτίο.

Τώρα γνωρίζεις σχεδόν όσα χρειάζονται για να αναλύσεις γεγονότα που απορρέουν από διάσπαση του Higgs. Γνωρίζοντας τις ενδείξεις παρουσίας W που δημιουργήθηκε από τις συγκρούσεις, θα μπορέσεις να επιλέξεις τα γεγονότα που περιέχουν δύο W. Παρακάτω βλέπεις δύο διαγράμματα Feynman: το αριστερό αφορά την παραγωγή και διάσπαση ενός Higgs, ενώ το δεξί αναφέρεται σε ένα γεγονός υποβάθρου.



Και τώρα, μπορείς να ανακαλύψεις αυτό το σωματίδιο - ας προχωρήσουμε στις μετρήσεις.