Cern mittaa tarkasti Higgsin bosonin massan

Higgsin bosonin havaitseminen CERNissä vuonna 2012 on yksi vuosikymmenen suurimmista tieteellisistä löydöistä. Takavuosina tutkijat ovat mitanneet sen ominaisuuksia tarkasti, ja nyt ATLAS-ja CMS-yhteistyötahot ovat tehneet sen massasta tähänastisen tarkimman mittauksen.

Higgsin bosoni on uskomattoman tärkeä hiukkanen – yhdelle se oli hiukkasfysiikan standardimallin ennustama viimeinen alkeishiukkanen. Bosoni edustaa Higgsin kenttää, joka läpäisee tasaisesti koko maailmankaikkeuden. Muut perushiukkaset, kuten kvarkit ja leptonit, saavat massansa vuorovaikutuksessa Higgsin kentän kanssa.

hypoteesi esitettiin ensimmäisen kerran jo 1960-luvulla, mutta Higgsin bosoni havaittiin suoraan vasta vuonna 2012, mikä lopulta vahvisti mekanismin. Se toi ideaa alun perin ehdottaneille tiedemiehille vuoden 2013 Nobelin fysiikanpalkinnon.

Higgsin bosonin massaksi mitattiin ensimmäisen kerran 125-126 Gigaelektronivolttia (GeV). Ja nyt tuo luku on tarkentunut edelleen, 0,1 prosentin epävarmuuteen. Työryhmän mukaan Higgsin bosonin massa on 125,35 GeV.

Tämä Uusi tulos perustuu Large Hadron Colliderilla vuosina 2011-2016 kerättyihin tietoihin. Higgsin bosoni on epävakaa ja hajoaa yleensä kevyemmiksi hiukkasiksi erittäin nopeasti. Vuosina 2011 ja 2012 CMS-detektori havaitsi Higgsin bosonin hajoavan kahdeksi Z-bosoniksi, minkä jälkeen se hajoaa edelleen neljäksi leptoniksi. Vuonna 2016 sen havaittiin hajoavan kahdeksi fotoniksi.

tutkijat yhdistivät nämä tulokset uuteen massamittaukseen, joka on tarkin koskaan tehty.

vaikka työryhmä sanoo, että uusi mittaus itsessään ei suoraan johda uuteen fysiikkaan, se kuitenkin lisää Higgsin bosonin ja standardimallin rajojen palapeliin lisää palasia. Massan ymmärtäminen auttaa parantamaan tulevia mittauksia hiukkasen muista ominaisuuksista ja siitä, mitä voimme odottaa löytävämme tulevista hiukkaskiihdyttimistä. Lopulta, tiimi sanoo, Se auttaa meitä ” ymmärtämään pitkän aikavälin vakautta maailmankaikkeuden.”

Yksityiskohtainen yhteenveto tuloksista julkaistiin verkossa CMS-Yhteistyökeskuksessa.