Παρουσιάζοντας το μποζόνιο Higgs
Το μποζόνιο Higgs είναι το μοναδικό σωματίδιο του Καθιερωμένου Πρότυπου που δεν έχει πλήρως ταυτοποιηθεί (για περισσότερες πληροφορίες ακολούθησε αυτόν τον σύνδεσμο). Παρ' όλα αυτά, τον Ιούλιο του 2012, τα πειράματα ATLAS και CMS ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός νέου μποζονίου με μάζα στην περιοχή των 125 GeV, το οποίο φαίνεται να είναι συμβατό με το αναζητούμενο Higgs.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο δεν προσδιορίζει την μάζα του Higgs. Βέβαια, για κάθε τιμή μάζας, το Πρότυπο προβλέπει την πιθανότητα παραγωγής του σε συγκρούσεις καθώς και τον τρόπο και τη πιθανότητα που το Higgs διασπάται σε άλλα σωματίδια. Το παρακάτω διάγραμμα (από αυτή την διεύθυνση) συνοψίζει την πιθανότητα που ένα σωματίδιο Higgs με μάζα 125 GeV διασπάται σε διάφορα γνωστά σωματίδια.



Ένα τόσο βαρύ σωματίδιο, βαρύτερο και από το Z που ήδη έχεις συναντήσει, έχει ένα πολύ μικρό χρόνο ζωής και επομένως διανύει πολύ μικρό διάστημα. Επομένως, η άμεση παρατήρησή του απο τον ανιχνευτή ATLAS (και οποιονδήποτε άλλον ανιχνευτή) είναι αδύνατη.

Το σωματίδιο Higgs παράγεται κατά την διάρκεια των συγκρούσεων υψηλής ενέργειας στον επιταχυντή LHC. Τα πειράματα ATLAS και CMS έχουν παρατηρήσει διασπάσεις του Higgs (i) σε 2 σωματίδια Z, που με τη σειρά τους διασπώνται σε δύο ζευγάρια φορτισμένων λεπτονίων, (ii) σε δύο φωτόνια και (iii) σε δύο σωματίδια W που διασπώνται σε δύο φορτισμένα λεπτόνια και δύο νετρίνο.

Σ' αυτές τις διαδρομές Z, θα έχεις την ευκαιρία να ψάξεις για διασπάσεις του Higgs της μορφής (i) και (ii) που αναφέρθηκαν παραπάνω και, κατά κάποιο τρόπο, να επαναλάβεις αυτό ακριβώς που έκαναν οι φυσικοί του ATLAS στο CERN!

Μπορείς να αναρωτηθείς γιατί η ανακάλυψη στο CERN μιλάει για "σωματίδιο συμβατό με το Higgs" και όχι για ΤΟ σωματίδιο Higgs! Ο λόγος είναι καθαρά επιστημονικός. Παρ' όλο που έχουν παρατηρηθεί διασπάσεις σε ZZ, W+W - και γγ, δεν έχουν παρατηρηθεί ακόμα διασπάσεις σε λεπτόνια και κουαρκ, και πιο συγκεκριμένα σε ζεύγος κουαρκ b και λεπτονίων τ.

Αλλά γιατί παρατηρούμε μια τόσο "σπάνια" διάσπαση, όπως H→γγ (με πιθανότητα 0.2%), και όχι μια πιο "συχνή" όπως H→b/αντι-b (με πιθανότητα 57%); Στην τελευταία, τα δύο κουαρκ οδηγούν σε δύο πίδακες σωματιδίων που είναι πολύ δύσκολο να διακριθούν από το πλήθος παρόμοιων πιδάκων που παράγονται από τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις.

Με λίγη υπομονή, σε μελλοντικές Master Classes, θα ασχοληθούμε με τέτοιες διασπάσεις του Higgs. Τώρα, καλή τύχη στην έρευνά σου για το Higgs με διασπάσεις σε ZZ και γγ.

Δεν είναι εκπληκτικό που μόλις μερικούς μήνες μετά την ανακοίνωση για το Higgs έχεις, εσύ ο ίδιος, την ευκαιρία για μια κοντινή ματιά στο θέμα αυτό!

Ακολούθησε αυτόν τον σύνδεσμο αν θέλεις να μάθεις περισσότερα για το σωματίδιο Higgs (και το σχετιζόμενο με αυτό πεδίο) στο πλαίσιο του Καθιερωμένου Πρότυπου.