Osakestefüüsika standardmudelis seni vaid teoreetiliselt võimalikuks peetud Higgsi bosoni leidsid suure osakeste kiirendi LHC kahe osakestedetektori CMS ja ATLAS juures teineteisest sõltumatult toimunud eksperimendid.
2008. aasta sügisel Šveitsi ja Prantsusmaa piiril tööd alustanud maailma kalleim, 10 miljardit dollarit maksnud teadusaparaat suur hadronite põrgati on ehitatud eeskätt selleks, et kontrollida, kas osakestefüüsika standardmudelis esinev seni leidmata, kuid eelduste kohaselt kõigile teistele osakestele massi andev osake Higgsi boson üldse eksisteerib.
Selle olemasolu pakkus välja briti füüsik Peter Higgs 1964. aastal, püüdes selgitada, miks W- ja Z-bosonitel on mass, samas kui footon on massita. 83-aastane Higgs oli CERNis täna ka ise kohal ja kuulas pisarsilmil, kui pilgeni täis saalis värskeid tulemusi ette kanti.
Viimati esitlesid CMSi ja ATLASe füüsikud oma töö tulemusi möödunud aasta lõpus, mööndes, et Higgsi bosonit ei ole leitud, kuid selle olemasolu ei saa ka välistada. Esimesi vihjeid Higgsi kohta oli märgatud, kuid milleski ei saanud kindel olla.
Varasemate aastatega võrreldes on osakestekiirendi töö kulgenud tänavu üle ootuste edukalt ning juuni keskpaigaks on kogutud rohkem andmeid kui varasematel aastatel kokku.
Tänasel esitlusel esitatud statistika põhineb nii eelmise aasta kui ka tänavuse aasta andmetel, kusjuures selle aasta statistika töötlus on suuresti veel käimas. Sellegipoolest on teadlased veendunud, et andmeid on piisavalt, et väita – ammuotsitud osakese olemasolu kohta on olemas kindlaid, kuigi esialgseid tõendeid.
Kui eksperimendid tõesti uue osakese leiavad, läheb siiski veel aega, et kontrollida, kas tegemist on ennustatud Higgsi bosoniga või mõne uue füüsikaprotsessiga, mis näeb välja sarnane. Selle aasta lõpuks loodetakse koguda veel vähemalt sama palju andmeid kui LHC praeguseks üldse kogunud on, siis peaks Higgsi küsimus saama lõpliku vastuse.
CERNi tänasel seminaril esimesena esinenud osakestedetektori CMS eksperimenti juhtiv Joe Incandela ütles, et eksperimendi juures töötavad teadlased, keda on kokku 2100, on märganud uut bosonit, neist kõige raskemat, mis andmete põhjal otsustades klapib Higgsi bosoniga.
Kiirendi teise osakestedetektori ATLAS juures töötab ligi 3000 teadlast, selle esindaja Fabiola Gianotti teatas seminaril, et põrgutieksperimendid on avastanud varem tundmatu osakese massiga 126,5 gigaelektronvolti. CMS tulemuste põhjal on bosoni massiks 125,3 gigaelektronvolti. Seega on uus osake prootonist umbes 130 korda raskem.
Põrgutis kiirendatakse aatomist väiksemaid osakesi peaaegu valguse kiiruseni ning lastakse neil siis kokku põrgata. Ülilühikese ajavahemiku jooksul eksisteeriva Higgsi bosoni otsimine käib tegelikult selle lagunemisjälgede tuvastamise teel.
Siiski on tulemused esialgsed, teadusartikli kujul avaldada loodavad teadlased need selle kuu lõpuks. Täiendavad eksperimendid tehakse veel selle aasta jooksul ning aasta lõpuks peaks olema võimalik täie kindlusega väita, et standardmudeli viimane puuduv lüli on tõepoolest leitud.
Higgsi bosoni otsingutes osalevad ka Eesti teadlased KBFIst Martti Raidali juhtimisel.
Mis on Higgsi Boson?
Higgsi boson on osake, mis annab osakestele massi. Kuidas selle osakese rolli aga piltlikult selgitada? BBC teaduskorrespondent Jonathan Amos võttis appi kandiku, pingpongipallid ja suhkru.
Kui poleks Higgsi bosonit, siis oleks kõik osakesed ilma massita nagu footonid, liiguksid valguse kiirusel ning poleks võimalik, et saanuks tekkida tähed, galaktikad ja kõik see, mida me iga päev enda ümber näeme.
Osakestefüüsika standardmudeli kohaselt on olemas Higgsi väli, mis asub kõikjal ja annab kõigile osakestele massi. See väli mõjutab kõiki teisi osakesi, aga erineva tugevusega. Seetõttu on mõned osakesed raskemad, footoneid see väli ei mõjuta ning footonid on massita. Selle välja rolli täidab videos pallide vahele valatud suhkur.
Autor: Villu Päärt
Allikas: www.novaator.ee
