Fyysikot ovat vihdoin nähneet, kuinka perushiukkaset, jotka ensin löydettiin suuren hadronin kolarittimesta, hajoavat kahdeksi kauniiksi kvarkeiksi, eksoottisiksi ja lyhytaikaisiksi hiukkasiksi, jotka ilmestyvät usein korkean energian hiukkasten törmäyksen jälkeen. Pystyimme havaitsemaan tämän vaikean prosessin vasta nyt, ensimmäistä kertaa kuuden vuoden kuluttua Higgsin bosonin löytämisestä. Kahden LHC-kokeen, ATLAS: n ja CMS: n, tutkijat kertoivat tuloksistaan samanaikaisesti seminaarissa, joka pidettiin CERN: ssä 28. elokuuta.
Tutkijat eivät näe Higgsin bosonia. He tarkkailevat roskia, jotka jäävät sen jälkeen, kun Higgsin bosoni hajoaa vähemmän massiivisiksi hiukkasiksi. Higgsin bosonin odotetaan hajoavan kahteen mukavaan kvarkkiin suurimman osan ajasta. Mutta toistaiseksi tutkijat eivät ole pystyneet tarkkailemaan tätä prosessia, koska muut mekanismit voivat tuottaa ihania kvarkkeja ja matkia Higgin rappeutumista. Tutkijat ovat aiemmin nähneet, kuinka Higgs hajoaa muun tyyppisiksi hiukkasiksi, mukaan lukien fotoniksi kutsuttuja valopartikkeleita. Tämä prosessi ei aiheuta mitään ongelmia Higgs-jäljittelijöille.
Käsittelemättömän hiukkasen vaikeasti hajoava
Kun Higgsin bosoni tuli yleisölle ensimmäisen kerran tiedossa vuonna 2012, fyysikot täyttivät standardimallin viimeisen puuttuvan kappaleen - aineen perustavanlaatuisten osateorian. Mutta fyysikot haluavat silti tietää enemmän tämän bosonin sisäisestä toiminnasta.
Vakiomalli antaa ennusteita siitä, kuinka usein Higgin tulee hajoaa erityyppisiksi hiukkasiksi. Kauniit kvarkit ovat yksi standardimallin kuudesta kvarkkityypistä, jokaisella on erilaisia ominaisuuksia, kuten massa ja sähkövaraus. Vaikka kevyimmät kvarkit muodostavat tavallisia hiukkasia, kuten protoneja ja neutroneja, kauniit kvarkit ovat suhteellisen raskaita ja harvinaisia.
Fyysikot haluavat mitata eri tapoja, joilla Higgin bosoni hajoaa nähdäkseen, sopivatko ne ennustettuihin malleihin. Jos ei, se voi tarkoittaa virhettä teoriassa. Toistaiseksi kaikki uudet tulokset vahvistavat kuitenkin standardimallin.
Ilja Khel
Mainosvideo: