teadus.ee » Arhiiv » Higgsi osake avastati mitteametlikult

Kolmapäeval, 4. juulil toimunud seminaril teatasid Euroopa Tuumauuringute Keskuse CERN teadlased, et on avastatud kindlad märgid uuest osakesest. See võib suure tõenäosusega olla kuulsaks saanud osake, mida on aastaid otsitud Suure Hadronite Põrguti kahes rahvusvahelises eksperimendis – standardmudeli Higgsi boson.

Eksperimendi ATLAS kõneisik Fabiola Gianotti ja eksperimendi CMS kõneisik Loe Incandela andsid kaks tundi kestnud seminaril ülevaate sellest, mida on tehtud möödunud aasta detsembris toimunud eelmisest seminarist alates. Mõlemad eksperimendid jälgisid uut osakest massivahemikus 125–126 GeV. „Tulemused on esialgsed, kuid signaal, mida jälgisime 125 gigaelektronvoldi kandis, on dramaatiline,“ ütles Incandela. Gigaelektronvolt on nähtava valguse osakese footoni energiast miljard korda suurem energia, registreeritud osake on 130 korda raskem kui prooton.

„Möödunud aastal me kuulutasime, et aastal 2012 me kas leiame Higgsi-sarnase osakese või välistame selle olemasolu,“ ütles CERNi teadusdirektor Sergio Bertolucci, „nüüd tundub mulle, et oleme hargnemise punktis, selle uue osakese täheldamine märgib teed tulevikku, et mõista täpsemalt, mida me andmetes näinud oleme.“

Detsembris määratleti täpsemalt piirid, kust Higgsi bosonit suure tõenäosusega otsida tuleb – või õieti piirid selle massi jaoks. Arvuliselt pidi see jääma 116 ja 130 gigaelektronvoldi vahele.

Siis kinnitasid teadlased, et 125 gigaelektronvoldi kandis on nähtud sündmusi, mis võivad olla põhjustatud lihtsalt fluktuatsioonidest, kuid võivad olla ka midagi huvitavamat.

Nüüd siis on selgunud, et huvitavam avastatigi. Kolmapäeval avaldatud andmed nimetati esialgseteks, kuid need võeti vastu tugeva aplausiga nii Genfis kui Melbourne’is, kus parasjagu toimub suur osakestefüüsika konverents, kuhu Genfi seminar otse üle kanti.

Gianotti kinnitas, et nii ATLAS kui CMS avaldavad tulemused juuli lõpus ühes teadusajakirjas.

Tulemusteni jõudmiseks sõeluti läbi tuhat triljonit prootonite põrget, mis Suure Hadronite Põrguti sees toimusid. Osakestefüüsikud kasutavad mõõtmise täpsuse iseloomustamiseks sigma-astmestikku. Kuni kahe sigmani on tulemused juhuslikud, fluktuatsioonide piires. Kolm on ametlik tulemus, värskelt avaldatud andmed kannavad usaldusväärsust viis, mis viitab avastusele – vaid ühel juhul miljonist võib olla tegu valesignaaliga.

CERNi peadirektor Rolf-Dieter Heuer ütles, et järgmine samm on hakata uurima osakese täpsemat olemust ja selle tähtsust universumi ehituse mõistmisel – kas on selle omadused sellised, nagu ennustab osakestefüüsika standardmudel või midagi eksootilisemat.

Standardmudel kirjeldab fundamentaalosakesi, millest meie ja iga nähtav asi on üles ehitatud, kuid see mateeria moodustab vaid neli protsenti kogu arvatavast ainest ja energiast.

Higgsi boson on ainus algosake, mis kogu nähtavat mateeriat kirjeldava ning standardmudeli nime kandva teooria ennustustest veel avastamata. Seminaril istus ka Higgsi osakese ennustaja ja sellele oma nime andnud Edinburghi Ülikooli emeriitprofessor Peter Higgs, kes pühkis pisaraid ja ei suutnud erutusest ütelda palju, kuid seda siiski, et ta ei uskunud sellist sündmust oma elu ajal näha.

Eesti teadlased on osalenud CERNi CMS eksperimendi töös 1996. aastast ning nende üks peamine töövaldkond on olnud just CMS Higgsi töörühmas.

Fotol: Kahe prootoni kokkupõrkel CMS eksperimendis tekib kaks suue energiaga fotoonit (paksud punased jooned). Sellist pilti oodatakse Higgsi bosoni lagunemisel ja see on kooskõlas ka standardmudeliga. CERN

Tiit Kändler