szerző:
Szegő Iván Miklós

Az európai és az amerikai fizikusok egyre szűkítik azt a tömegtartományt, ahol a rejtélyes Higgs-bozon esetleg felbukkanhat. Az „isteni részecske” megtalálása alátámaszthatná az úgynevezett standard modell létjogosultságát. Egyszerűbben fogalmazva: megmagyarázná, miért van tömege a többi elemi részecskének. Lévai Péter akadémikus szerint azonban az eddigi bejelentések azt mutatják, hogy nagyon nehéz terepre keveredtek a részecskefizikusok.

Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) nagy hadronütköztetője (LHC) újabb adatokat szolgáltatott hétfőn – sajnos nem arról, amit sokan vártak. Elmaradt ugyanis a bejelentés az „isteni részecske” megtalálásáról. Ezzel szemben az LHC és amerikai Tevatron méréseiből kiderült, hogy mely tömegtartományban nem fordul elő Higgs-bozon, az a részecske, amely más elemi részecskék tömegéért lehet felelős.

„A Higgs-bozon nem egy közönséges részecske, hanem a fizika standard modelljének sarkalatos eleme, amely megmagyarázza az ősrobbanás elméletét, s azt, hogy miképp tettek szert tömegre a korai univerzumban más részecskék” – mondta egy hétfői konferencián Rolf Heuer, a CERN főigazgatója, amint erről a hvg.hu-n is beszámoltunk.

Ugyanakkor e rejtélyes részecskének még a tömegét sem tudjuk, a fizikusok különböző tartományokban pásztázták eddig a részecskegyorsítókban keletkezett nyomokat a Higgs-bozon után kutatva. Mérések sokasága sejteti, hogy a részecske nem lehet könnyebb 115 GeV-nél (gigaelektronvolt, 1 GeV = 1 milliárd elektronvolt – ez nevének hangzása ellenére egy tömeget jelző mértékegység), aztán kizártak még számos más értéket is. Most a legvalószínűbbnek az tűnik, hogy az „isteni részecske” valahol a 130-150 GeV-es tartományban, vagy egy másik szűk sávban, a 180-185 GeV-es sávban helyezkedik el. (Azért azt tudni kell, hogy ezek az adatok inkább valószínűségeken alapulnak, semmint tökéletes biztonsággal megállapított határértékeken.)

Mindennek kapcsán Lévai Péter akadémikus, az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Intézetének munkatársa elmondta a hvg.hu-nak: azzal, hogy az amerikai és az európai részecskegyorsítók kutatói ebbe a két szűk tartományba kormányozták magukat, igen nehéz helyzetbe kerültek.

A legnehezebb ezekben a tartományokban észlelni a Higgset

©

E két tartományban – ahol még felbukkanhat a „Higgs” – ugyanis a legnehezebb észrevenni e bozon nyomait. Valójában nem a Higgs-bozont látjuk közvetlenül, hanem a bomlástermékeit. Ez a bozon ugyanis – ha egyáltalán létezik -, akkor is csak hatalmas sebességű protonok ütközése után keletkezik, alig tesz meg néhány femtométert (ezt a távolságot emberi léptékkel egyszerűen ki sem lehet fejezni, annyira csekély: a méter billiomodrészének az ezredrésze egyébként) és a másodperc töredékrészéig marad meg, azonnal elbomlik különböző részecskékre. 

A bomlástermékeket viszont már tudják detektálni a fizikusok: ha elektromos töltésük van, akkor több olyan detektor is láthatja őket, amelyekben nyomot hagynak a töltött részecskék; ha nincs töltésük, azaz semlegesek, akkor viszont kaloriméterekben észlelhető a becsapódásuk. ("A kaloriméterek olyan detektorok, amelyek szendvics-szerkezetüek. Van egy elnyelö réteg (pl. ólom vagy más fém), amelyben a nagyenergiájú töltött vagy semleges részecskék egy másodlagos részecskezáport  váltanak ki. A keletkezett új, töltött részecskék a következö, átlátszó rétegben felvillanásokat okoznak, amelyek már detektálhatóak. Ezután a következö elnyelö rétegben újabb másodlagos részecskék keletkeznek a még elegendöen nagy energiájú részecskékböl, ezek ismét felvillanást okoznak a következö, átlatszó rétegben. Igy az eredeti nagy enegiás részecske nagyon sok kisenergiás, fényfelvillanást okozó részecskévé alakul, amelyeket jól lehet mérni, és megmondhatjuk az eredeti részecske energiáját.")

Lévai szerint azonban a nehézség éppen abban rejlik, hogy két nagysebességű proton ütközésekor az említett tömegtartományokban egyrészt nagyon sok lehetséges "Higgs-bomlási csatorna" jelenik meg közel azonos súllyal, másrészt nehéz lesz a Higgs bomlására utaló egyértelmű jeleket megkülönböztetni a többi - Higgset nem tartalmazó - bomlástól. Valójában a 130-150-es GeV-s tömegsávban a méréskor óriási a „zaj”, nagyon sok hasonló részecske bomlik le ebben a tartományban. Így a Higgs bomlástermékeit nehéz elkülöníteni a rengeteg adat közül. "Persze egy tűt a szénakazalban is meg lehet találni, de az már most látszik: időigényesebb feladat lesz a Higgs-bozon felfedezése, mint azt korábban reméltük" – mondta Lévai Péter.

Érdekesnek találta cikkünket?
Legyen HVG pártoló tag!

A HVG Pártoló Tagság programja az első olyan kezdeményezés, aminek keretében az olvasóink közelebb kerülhetnek szerkesztőségünkhöz és támogatásukkal segíthetik, hogy újságírói munkánkat továbbra is az eddig megszokott magas színvonalon végezhessük. Tagjainknak heti exkluzív hírlevelet küldünk, rendezvényeket kínálunk, a könyveinkre és egyéb termékeinkre pedig komoly kedvezményt adunk. Támogatóként már heti egy kávé árával is hozzájárulhat a minőségi újságíráshoz! „Amikor annyira eluralkodik a mindennapi életünkön a virtualitás, üdítő igazi emberi kapcsolatokat építeni.”
K. Erna – Pártoló tag


„Régóta olvasom a HVG-t és cikkei között mindennap találok érdekfeszítőt!”
H. Szabolcs - Támogató
Csatlakozzon programunkhoz, támogassa munkánkat egyszeri hozzájárulással vagy fizessen elő a hetilapra!
A HVG Pártoló Tagság programja az első olyan kezdeményezés, aminek keretében az olvasóink közelebb kerülhetnek szerkesztőségünkhöz, és támogatásukkal segíthetik, hogy újságírói munkánkat továbbra is az eddig megszokott magas színvonalon végezhessük. Támogatóként már heti egy kávé árával is hozzájárulhat a minőségi újságíráshoz! Csatlakozzon programunkhoz, támogassa munkánkat egyszeri hozzájárulással vagy fizessen elő a hetilapra!
MTI / hvg.hu Tech

„Isteni részecske”: ha létezik, tömege is van

Szűkül a kör a Higgs-bozon körül, az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) nagy hadronütköztetőjén (LHC) nyert adatok egyre kevesebb olyan helyet hagynak, ahol a rejtélyes "isteni" részecske "elrejtőzhet".

Kezdd az új évet eredményesen: Így kérj fizetésemelést 11 lépésben

Kezdd az új évet eredményesen: Így kérj fizetésemelést 11 lépésben

Egy Banksy-graffitit találhattak Tokióban, hitelesíteni szeretnék – fotó

Egy Banksy-graffitit találhattak Tokióban, hitelesíteni szeretnék – fotó

Játékos kedvű vidracsaládot videóztak le Békéscsaba belvárosában

Játékos kedvű vidracsaládot videóztak le Békéscsaba belvárosában

Zsebből vennének tankönyvet a szülők, ha nem elég jó az állami

Zsebből vennének tankönyvet a szülők, ha nem elég jó az állami

Már az RTL csatornáin is "jobban teljesít" Magyarország

Már az RTL csatornáin is "jobban teljesít" Magyarország

Tényleg a Fidesz bunkósbotja az Állami Számvevőszék?

Tényleg a Fidesz bunkósbotja az Állami Számvevőszék?