Jaký je aktuální stav pátrání po higgsově bosonu? Vědci se blíží kýženému výsledku

29. 04. 2012

Higgsův boson LHC Tevatron Částicová fyzika

Na pátrání po higgsově bosonu se podílí dvě obrovské fyzikální laboratoře CERN v Evropě a Fermilab v USA. Vědci se v nich pokouší rozbít hmotu na tak malé částečky, že mezi nimi budou moci pozorovat ty nejzákladnější stavební prvky hmoty. Zatím všechny objevené částice subatomárního světa zapadají do tzv. standardního modelu, což je teorie, která vysvětluje fungování světa na subatomární rovině. Z tohoto modelu však vědcům chybí jeden z hlavních kusů skládačky, higgsův boson, částice zodpovědná za hmotnost hmoty.

Higgsův boson

Při pátrání po higgsově bosonu vědci postupně eliminují jeho různé hmotnosti. Už jim zbývá jen malý interval mezi 115 GeV a 130 GeV (hmotnost subatomárních částic se udává v elektronvoltech, podle rovnice E=m*c² lze totiž hmotnost vyjádřit pomocí energie). Kolize v urychlovačích LEP, Tevatron a LHC (detektory ATLAS a CMS) postupně eliminovaly zbylé energetické hodnoty. Výzkum s pomocí LHC nadále pokračuje a podle vědců budou na konci moci definitivně říct jestli higgsův boson existuje nebo ne.

Image credit:

Urychlovače částic v obou laboratořích vytvářejí srážky částic letících rychlostí blízké rychlosti světla a zkoumají následky těchto kolizí. Při nich se protony rozbíjejí na menší částice, které se ale velmi rychle rozpadají na další a další částice, výrazně tak vědcům komplikují detekci těch, které se objevují ihned po srážce. Komplikací je také to, že vědci nevědí, kde boson hledat a jak vypadá, hledají tak vlastně naslepo.

První urychlovač, který po higgsově bosonu pátral byl LEP (Large Electron–Positron Collider), byl umístěn v tunelech, kde dnes leží moderní LHC. Pomocí urychlovače LEP bylo zjištěno, že higgsův boson nemá hmotnost menší jak 110 GeV. Potom přišel Tevatron, který z pole vyřadil další hodnoty a potvrdil měření LEP. Poslední v řadě je LHC, který by měl už vše rozlousknout. 

Z celého pole možných energetických hodnot higgsova bosonu zůstal pouze malý interval (bílou barvou na obrázku vpravo) mezi 115 GeV a 130 GeV. Vědci teď předpovídají, že hmotnost higgsova bosonu by se mohla pohybovat kolem 125 nebo 126 GeV.

Status hledání higgsova bosonu
Vědec Fermilabu Don Lincoln vysvětluje, jakým způsobem se higgsův boson hledá a jaký je aktuální stav pátraní.