 дозволив вченим зробити неймовірне відкриття про бозон Гіґґса.){kind=link}
Μια συναρπαστική ανακάλυψη στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) επέτρεψε στους επιστήμονες να κάνουν μια απίστευτη ανακάλυψη που θα μπορούσε να αλλάξει θεμελιωδώς την κατανόησή μας για τη σωματιδιακή φυσική. Οι συνεργασίες ATLAS και CMS, οι οποίες εργάστηκαν ακούραστα από τη μνημειώδη ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012, ένωσαν τις δυνάμεις τους για να βρουν τα πρώτα δελεαστικά στοιχεία ενός ασυνήθιστου φαινομένου: τη διάσπαση του μποζονίου Higgs σε μποζόνιο Ζ και φωτόνιο.
Το μποζόνιο Χιγκς, που συχνά αποκαλείται «σωματίδιο του Θεού», είναι το θεμελιώδες σωματίδιο που δίνει μάζα σε άλλα σωματίδια. Η κατανόηση των ιδιοτήτων του και των διάφορων τρόπων με τους οποίους διασπάται σε άλλα σωματίδια είναι ζωτικής σημασίας για την αποκάλυψη των μυστηρίων του σύμπαντος. Η πρόσφατα παρατηρηθείσα διάσπαση του μποζονίου Higgs μπορεί να παρέχει έμμεση απόδειξη για την ύπαρξη σωματιδίων διαφορετικών από αυτά που προβλέπονται από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων. Αυτό το μοντέλο περιγράφει τα θεμελιώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους.
Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο, εάν ένα μποζόνιο Χιγκς έχει μάζα περίπου 125 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβολτ, περίπου το 0,15% των μποζονίων Χιγκς διασπώνται σε μποζόνιο Ζ και φωτόνιο. Ωστόσο, οι επεκτάσεις στο τυπικό μοντέλο προσφέρουν εναλλακτικούς ρυθμούς αποσύνθεσης. Επομένως, η ακριβής μέτρηση του ρυθμού διάσπασης είναι ένας θησαυρός γνώσης, που ρίχνει φως στη φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο και την πραγματική φύση του αινιγματικού μποζονίου Χιγκς.
Πριν κάνουν αυτήν την επαναστατική ανακάλυψη, οι ομάδες ATLAS και CMS εξέτασαν ανεξάρτητα δεδομένα που συλλέχθηκαν από συγκρούσεις πρωτονίου σε πρωτόνιο στο HAC. Χτένισαν προσεκτικά τα γεγονότα της σύγκρουσης, αναζητώντας σημάδια της διάσπασης του μποζονίου Higgs σε ένα μποζόνιο Ζ και ένα φωτόνιο. Οι στρατηγικές τους περιελάμβαναν την αναγνώριση του μποζονίου Ζ μέσω της διάσπασής του σε ζεύγη ηλεκτρονίων ή μιονίων (βαρύτερα ξαδέλφια ηλεκτρονίων), κάτι που συμβαίνει περίπου στο 6,6% του χρόνου.
Το κλειδί της επιτυχίας αναγνωρίστηκε από τους επιστήμονες ως χαρακτηριστικό γνώρισμα – μια στενή κορυφή σε ομαλό φόντο – στην κατανομή της συνολικής μάζας των προϊόντων αποσύνθεσης. Για να αυξήσουν την ευαισθησία, οι ομάδες ταξινόμησαν τα γεγονότα με βάση τα χαρακτηριστικά των διαδικασιών παραγωγής μποζονίων Higgs. Χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνικές μηχανικής εκμάθησης για να διακρίνουν τα πραγματικά σήματα από το θόρυβο του περιβάλλοντος.
Αυτή η συνεργασία αύξησε πολύ τη στατιστική ακρίβεια και την κάλυψη της αναζήτησής τους, οδηγώντας στα πρώτα πειστικά στοιχεία για τη διάσπαση του μποζονίου Χιγκς σε μποζόνιο Ζ και φωτόνιο.
Αν και το αποτέλεσμα υπολείπεται της γενικά αποδεκτής απαίτησης των 5 τυπικών αποκλίσεων για μια έγκυρη παρατήρηση, το εύρημα υπερηφανεύεται για μια στατιστική σημασία 3,4 τυπικών αποκλίσεων. Επιπλέον, η μετρούμενη ταχύτητα του σήματος ξεπέρασε την πρόβλεψη του Standard Model κατά 1,9 τυπικές αποκλίσεις, γεγονός που προκάλεσε ακόμη μεγαλύτερο ενθουσιασμό στους φυσικούς.
Αυτή η επαναστατική ανακάλυψη μας φέρνει πιο κοντά στο ξεκλείδωμα των μυστικών του σύμπαντος, αμφισβητώντας την τρέχουσα κατανόησή μας για τη σωματιδιακή φυσική. Η συνεχιζόμενη έρευνα στο HAC υπόσχεται ακόμη βαθύτερες ανακαλύψεις, καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να πιέζουν τα όρια της ανθρώπινης γνώσης εμβαθύνοντας στο μυστηριώδες βασίλειο των αλληλεπιδράσεων σωματιδίων. Καθώς ξεκινάμε αυτό το εξαιρετικό ταξίδι, ανυπομονούμε για το επόμενο κεφάλαιο στην προσπάθειά μας να κατανοήσουμε τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία της ύπαρξής μας.
Διαβάστε επίσης: