Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics)
Číslo 28 – vyšlo 20. července, ročník 10 (2012)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

28/2012
Hledej

(Elektro)slabá interakcia a Higgsov bozón

Michal Marčišovský

Slabá interakcia je jednou zo štyroch známych interakcií. Jej skúmanie prinieslo nejedno neočakávané prekvapenie vo svete častíc. Je odlišná od čisto elektromagnetickej a silnej interakcie, nezachováva parituP symetrie – symetrie vzhledem k záměně levého a pravého směru. O symetrii hovoříme, pokud by se přístroj vytvořený podle zrcadlového obrazu choval shodně s původním přístrojem. Z této symetrie plyne existence zachovávající se veličiny, kterou nazýváme parita (odsud písmenko P, paritní symetrie). Pokud by symetrie platila, parita by se zachovávala. Narušení levopravé symetrie prokázala čínská fyzička C. S. Wu z Kolumbijské univerzity v roce 1957 v experimentu s rozpadem kobaltu 60. a ani CP symetriuCP symetrie – levopravá symetrie kombinovaná se symetrií částice – antičástice. Označení CP pochází z anglických slov „charge“ a „parity“. Základní otázkou je, zda experiment připravený podle zrcadlového obrazu z antičástic by fungoval shodně s původním experimentem. Narušení CP symetrie v přírodě prokázali James Cronin a Val Fitch v roce 1964 v experimentech s rozpadem kaonů.. Podarilo sa ju zjednotiť s elektromagnetizmom do tzv. elektroslabej teórie, ktorá je veľmi úspešná v mikrosvete. Táto teória má v predpovediach zakomponovanú existenciu Higgsovho bozónu, ktorý bol s najväčšou pravdepodobnosťou objavený na detektoroch urýchľovača LHCLHC – Large Hadron Collider. Urychlovač protonů na nominální energie 14 TeV. LHC byl vybudován ve středisku jaderného výzkumu CERN v tunelu po urychlovači LEP II, který má obvod 27 km. Do zkušebního provozu byl uveden v září 2008, ale zanedlouho došlo k poruše na jednom z magnetů. Urychlovač byl opětovně spuštěn v listopadu 2009. Od března 2010 probíhal fyzikální program na energii 7 TeV. V roce 2012 byl na urychlovači objeven Higgsův boson. Provoz na energiích blízkých nominální probíhá od roku 2015..

CERN

Logo CERNCERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Evropské centrum jaderného výzkumu. Komplex urychlovačů a laboratoří na pomezí Švýcarska a Francie založený v roce 1954. Na výzkumu se podílí 22 členských zemí včetně České republiky. K největším objevům patří detekce polních částic slabé interakce, příprava antivodíku a vytvoření kvarkového-gluonového plazmatu, pralátky, z níž vznikal vesmír. V současné době je zde vybudován největší urychlovač světa – Large Hadron Collider, který byl po závadě na jednom z magnetů opětovně spuštěn na konci roku 2009. V roce 2012 byl na LHC objeven Higgsův boson, poslední částice standardního modelu. V CERNu byl také vynalezen a poprvé použit Web.

Slabá interakce – interakce s konečným dosahem, který je přibližně 10–17 m. Působí pouze na levotočivé kvarky a leptony. Polními částicemi jsou vektorové bosony W+, W− a Z0 se spinem rovným jedné. Hmotnosti částic jsou v rozmezí (80÷90) GeV. Typickým slabým procesem je například beta rozpad neutronu. Teorie slabé interakce se nazývá kvantová flavourdynamika (QFD).

Elektromagnetická interakce – interakce působící na všechny částice s elektrickým nábojem. Má nekonečný dosah, mezi tělesy ubývá s druhou mocninou vzdálenosti. Polními částicemi jsou fotony, které vytvářejí mezi nabitými tělesy elektromagnetické pole. Nemají elektrický náboj, mají nulovou klidovou hmotnost a spin rovný jedné. Teorie elektromagnetické interakce se nazývá kvantová elektrodynamika (QED).

Silná interakce – interakce krátkého dosahu, přibližně 10−15 m. Silná interakce je výběrová, působí jen na částice s barevným nábojem, tj. kvarky. Polními částicemi silné interakce jsou gluony (z anglického „glue“ = lepit, lepidlo). Gluony spojují kvarky do větších celků, tzv. hadronů. Nejznámější jsou proton a neutron složený ze tří kvarků. Silná interakce je odpovědná za soudržnost atomárního jádra. Polní částice mají barevný náboj a proto mohou působit samy na sebe. Barevný náboj na malých vzdálenostech (při vysokých energiích) slábne a kvarky se chovají jako volné částice. Hovoříme o tzv. asymptotické volnosti kvarků. Teorií silné interakce se nazývá kvantová chromodynamika (QCD).

Gravitační interakce – interakce působící na všechny částice bez výjimky. Má nekonečný dosah a její intenzita ubývá s kvadrátem vzdálenosti. Současnou teorií gravitace je obecná relativita publikovaná Albertem Einsteinem v roce 1915. Podle této teorie kolem sebe každé těleso zakřivuje prostor a čas a v tomto pokřiveném světě se tělesa pohybují po nejrovnějších možných drahách, tzv. geodetikách. Obecná relativita předpověděla řadu jevů, které z Newtonovy teorie gravitace nevyplývají.

LHC – Large Hadron Collider. Urychlovač protonů na nominální energie 14 TeV. LHC byl vybudován ve středisku jaderného výzkumu CERN v tunelu po urychlovači LEP II, který má obvod 27 km. Do zkušebního provozu byl uveden v září 2008, ale zanedlouho došlo k poruše na jednom z magnetů. Urychlovač byl opětovně spuštěn v listopadu 2009. Od března 2010 probíhal fyzikální program na energii 7 TeV. V roce 2012 byl na urychlovači objeven Higgsův boson. Provoz na energiích blízkých nominální probíhá od roku 2015.

Higgsov bozón je pomenovaný po Peterovi Higgsovi, ktorý navrhol v roku 1964 mechanizmus spontánneho narušenia symetrie, čo je proces, ktorým je možné vygenerovať v teórii hmotnosť poľných (kalibračných) bozónov bez explicitného narušenia symetrie teórie. Higgs nebol jediný autor tohto mechanizmu, na podobných témach pracovali súčasne 3 fyzikálne teamy. Takže celým menom BEHHGK (Brout, Englert, Higgs, Hagen, Guralnik, Kibble) mechanizmus spontánneho narušenia symetrie (SSB) bol zásadný krok k teórii zjednotenia slabej a elektromagnetickej interakcie. Hľadanie Higgsovho poľa prebieha na experimentálnych aparatúrach už dekády. Štandardný Model (SM) očakáva existenciu skalárneho Higgsovho poľa, ktorého priamou manifestáciou je Higgsov bozón, ktorý je možné vytvoriť zrážkou dostatočne energetických častíc.

V roku 1967 bol vytvorený tzv. GWS (Glashow, Weinberg, Salam) model elektroslabého zjednotenia. V teórii sa mimo fermiónovFermiony – částice, které mají poločíselný spin, vlnová funkce je antisymetrická, splňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Fermiho–Diracovu statistickému rozdělení. Patří mezi ně všechny leptony, kvarky a baryony – například elektron, neutrino, proton a neutron. Při nízkých teplotách fermiony obsazují stavy postupně, až po tzv. Fermiho mez. vyskytujú 3 vektorové bozónyBosony – částice, které mají celočíselný spin, symetrickou vlnovou funkci, nesplňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Boseho-Einsteinově statistickému rozdělení. Například jsou to všechny skalární i vektorové mezony, fotony a gluony. Při nízkých teplotách se bosony mohou hromadit v základním stavu. slabej interakcie W±, Z0 a fotónFoton – základní kvantum energie elektromagnetického záření, polní částice elektromagnetické interakce. Má nulovou klidovou hmotnost a nemá elektrický náboj. Jeho energie a hybnost jsou přímo úměrné frekvenci záření (E = ħω, p = E/c). Stav fotonu zahrnuje také polarizaci, protože jde o příčné vlnění. Kvantování energie poprvé zavedl Max Planck při pokusech o vysvětlení záření černého tělesa. Albert Einstein dal těmto kvantům reálný význam v roce 1905 při vysvětlení fotoelektrického jevu. Samotný název foton poprvé pro tuto částici použil až americký fyzikální chemik Gilbert Lewis v dopise časopisu Nature z roku 1926.. Higgsov mechanizmus hrá dôležitú úlohu, vďaka nemu je možné z teórie odvodiť hmotnosti poľných bozónov W± a Z0 a ich vzájomnú závislosť. Higgsovo pole je reprezentované komplexným dubletom, ktorý má 4 stupne voľnosti a je manifestačne symetrický v SU(2)L×U(1)Y. SU(2)L reprezentuje zložku slabého izospinuIzospin – Veličina, kterou v roce 1937 zavedl Eugene Wigner k popisu multipletů příbuzných částic. Všechny částice multipletu, který obsahuje N částic, mají stejnou velikost izospinu I = (N−1)/2. Izospin byl zaveden jako analogie ke spinovým stavům částice. Jednotlivé částice multipletu se liší projekcí izospinu I3 do libovolné osy. Daná částice má projekci izospinu rovnou I3 = Q−Y/2, kde Q je náboj částice a Y průměrný elektrický náboj multipletu (tzv. hypernáboj). Počet částic multipletu je 2I+1, stejně jako počet možných projekcí. a U(1)Y slabý hypernábojHypernáboj – průměrný elektrický náboj multipletu (rodiny příbuzných částic).. Po spontánnom narušení symetrie (SU(2)L×U(1)Y → U(1)EM) a upadnutí do degenerovaného minima Higgsovho potenciálu mexického klobúka sa 3 stupne voľnosti komplexného Higgsovho dubletu pretransformujú do pozdĺžnych komponent W± a Z0, a tým im generujú hmotnosť. Jeden stupeň voľnosti zostane neabsorbovaný a vytvorí hľadané Higgsovo pole. GWS teória je vnútorne konzistentná a renormalizovateľnáRenormalizace – matematická procedura vedoucí k odstranění některých nekonečen vyskytujících se v kvantové teorii.. Predpoveďou tejto teórie bola napríklad existencia neutrálneho Z0 bozónu, ktorého prejavy boli pozorované ako tzv. neutrálne prúdy v roku 1973 na experimente s bublinovou komorou Gargamelle. Fyzické bozóny W± a Z0 boli pozorované o 10 rokov neskôr, na detektoroch UA1 a UA2 na urýchľovači SppS v CERNeCERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Evropské centrum jaderného výzkumu. Komplex urychlovačů a laboratoří na pomezí Švýcarska a Francie založený v roce 1954. Na výzkumu se podílí 22 členských zemí včetně České republiky. K největším objevům patří detekce polních částic slabé interakce, příprava antivodíku a vytvoření kvarkového-gluonového plazmatu, pralátky, z níž vznikal vesmír. V současné době je zde vybudován největší urychlovač světa – Large Hadron Collider, který byl po závadě na jednom z magnetů opětovně spuštěn na konci roku 2009. V roce 2012 byl na LHC objeven Higgsův boson, poslední částice standardního modelu. V CERNu byl také vynalezen a poprvé použit Web.. Autori dostali Nobelovu cenu za fyziku roku 1979.

Higgsovo pole priamo generuje hmotnosť slabých bozónov, u ostatných elementárnych častíc je to zložitejšie. Higgsov bozón sa viaže na (interaguje s) každú hmotnú časticu štandardného modelu a sila väzby (interakcie) zodpovedá hmotnosti častice. Takýto spôsob funguje len pre elementárne častice, ktoré prostredníctvom tzv. Yukawovej interakcie a spontánneho narušenia symetrie získajú hmotnosť. Higgsovo pole však je zodpovedné iba za malú časť hmotnosti viditeľnej hmoty vo vesmíre. Kompozitné častice – hadrónyHadrony – částice složené z kvarků, které interagují silnou a slabou jadernou interakcí, pokud jsou nabité, také elektromagneticky. Dělíme je na mezony složené z kvarku a antikvarku a baryony složené ze tří kvarků různých barev. Název je odvozeninou z řeckého hadros (silný, těžký). K nejznámějším mezonům patří piony, k nejznámějším baryonům neutron a proton. Hmotnosti hadronů převyšují hmotnost elektronů o několik řádů. Jejich interakce s látkovým prostředím se výrazně liší jak od elektronů, tak i od fotonů. majú hmotnosti, ktoré sú z podstatnej časti dynamicky generované procesmi kvantovej chromodynamiky (QCDQCD – Quantum Chromodynamics, kvantová chromodynamika, teorie silné interakce. Kvarky interagují prostřednictvím polních částic silné interakce – gluonů. Silnou interakcí drží pohromadě kvarky například v neutronech a protonech. Silná interakce je zodpovědná i za soudržnost atomového jádra. K typickým rysům silné interakce patří uvěznění kvarků a jejich asymptotická volnost na malých vzdálenostech. Nábojem silné interakce je „barva“, odsud název chromodynamika. Dosah silné interakce je přibližně 10−15 m.).

Gargamelle

Gargamelle – bublinová komora, v ktorej bolo roku 1973 pozorované neutrálne prúdy
(prejavy poľnej častice Z0).

Samotnú hmotnosť Higgsovho bozónu teória nepredpovedá a musí sa zmerať experimentálne. Požiadavky na tzv. perturbatívnu unitaritu pri rozptyloch ťažkých vektorových bozónov obmedzili hmotnosť na MH < 600 GeVElektronvolt – jednotka energie. Jde o energii, kterou získá elektron urychlením v potenciálovém rozdílu jeden volt, 1 eV = 1,6×10−19 J. V jaderné fyzice se používají spíše větší násobky této jednotky, kiloelektronvolt keV (103 eV), megaelektronvolt MeV (106 eV), gigaelektronvolt GeV (109 eV), teraelektronvolt TeV (1012 eV) nebo petaelektronvolt PeV (1015 eV). V těchto jednotkách se také vyjadřuje hmotnost (E=mc2) a teplota (E=kBT). Jeden elektronvolt odpovídá teplotě přibližně 11 600 K.. Jeho hmotnosť je obmedzená aj zospodu, a to tzv. medzou stability vákua asi na 80 GeV. Priame hľadania na urýchľovači LEPLEP – Large Electron-Positron collider. Dosud nejvýkonnější urychlovač elektronů a pozitronů se vstřícnými svazky na světě, který byl v CERN provozován od roku 1989 do roku 2000. Dosažitelná energie byla 209 GeV. Dnes je v tunelu po urychlovači LEP postaven urychlovač LHC. určili MH > 114.4 GeV. Existujú ďalšie spôsoby, pomocou ktorých je možné nepriamo vymedziť rozsah MH z hľadiska teórie, napríklad prostredníctvom tzv. loop korekcií, kde MH závisí na hmotnosti top kvarku a hmotnosti elektroslabých bozónov. Fyzikálne skupiny detektorov D0D-Zero – D0, DØ, DZERO, jeden ze dvou velkých detektorů na urychlovači Tevatron. D0 pracoval již od roku 1992 a zaměstnával přibližně 550 vědců z osmnácti zemí světa. Detektor měl rozměry 9×9×15 m a vážil kolem 5 000 tun. Mezi největší objevy patří objev „b“ (bottom) kvarku, „t“ (top) kvarku a exotických baryonů Ξb a částice Ωb. V posledních letech se na Tevatronu zkoumalo narušení CP symetrie. Pomocí dat z D0 byl výrazně omezen rozsah možných hmotností Higgsovy částice. a CDFCDF – Collider Detector at Fermilab, jeden ze dvou velkých detektorů na urychlovači Tevatron. CDF měl tvar krychle o hraně 12 m a vážil 6 000 tun. Více než 500 fyziků pracovalo na detektoru, kde byly objeveny kvarky „b“ (bottom) a „t“ (top). Dobíhajícím projektem je intenzívní hledání Higgsova bosonu v již nasbíraných datech. Brzy ho ale v množství nasbíraných dat předběhnou experimenty na urychlovači LHC. na urýchľovači TevatronTevatron – synchrotron postavený ve Fermilabu v Batávii, ve státě Illinois. Do zprovoznění LHC v CERN šlo o největší urychlovač tohoto typu na světě, protony a antiprotony byl schopen v  prstenci o obvodu 6,3 km urychlit až na energii 1 TeV. Šlo o kolider, jehož vstřícné svazky měly v těžišťové soustavě energii 1,96 TeV. Tevatron byl dostaven v roce 1983 a stál 120 milionů USD. Další velkou investicí byl hlavní injektor za 290 milionů USD přidaný v letech 1994 až 1999. Provoz Tevatronu byl ukončen v roce 2011. v laboratóriu FermilabFermilab – komplex urychlovačů ve Spojených státech, ve státě Illinois. Fermilab byl založen v roce 1967, prvním ředitelem se stal Robert Wilson, vynálezce mlžné komory. V roce 2011 zde byl ukončen provoz druhého největšího urychlovače světa – Tevatronu. K nejvýznamnějším objevům patří objev kvarku „b“ (1977), kvarku „t“ (1995) a tau neutrina (2000). Fermilab se zabýval výzkumem „b“ a „t“ kvarku, výrobou a výzkumem antivodíku, narušením CP symetrie, zkoumáním platnosti CPT symetrie a výzkumem řady dalších vlastností hmoty a antihmoty za vysokých energií. vykonali presné merania účinného prierezu produkcie, hmotnosti, rozpadovej šírky a polarizácie intermediálnych bozónov elektroslabej interakcie W± a Z0 a top kvarku, ktoré doplnili precízne merania z LEPu. Tieto merania, publikovaná začiatkom roku 2012, pomohli spresniť nepriame limity hmotnosti Higgsovho bozónu. Fyzikálne skupiny na CDF a D0 sa podieľali aj na priamom hľadaní v relevantných rozpadových kanáloch a vymedzili pásmo invariantných hmotností, kde sa Higgsov bozón nenachádza. Začiatkom marca 2012 fyzikálne skupiny D0 a CDF ohlásili prebytok pozorovaných udalostí v oblasti 115 až 135 GeV, ktorý je konzistentný s pozorovaniami experimentov ATLAS a CMS ohlásených v decembri 2011. Signifikancia signálu však nebola dostatočná na objav. Pre hľadanie H v laboratóriu CERNCERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Evropské centrum jaderného výzkumu. Komplex urychlovačů a laboratoří na pomezí Švýcarska a Francie založený v roce 1954. Na výzkumu se podílí 22 členských zemí včetně České republiky. K největším objevům patří detekce polních částic slabé interakce, příprava antivodíku a vytvoření kvarkového-gluonového plazmatu, pralátky, z níž vznikal vesmír. V současné době je zde vybudován největší urychlovač světa – Large Hadron Collider, který byl po závadě na jednom z magnetů opětovně spuštěn na konci roku 2009. V roce 2012 byl na LHC objeven Higgsův boson, poslední částice standardního modelu. V CERNu byl také vynalezen a poprvé použit Web. na detektoroch ATLASATLAS – A Toroidal LHC ApparatuS, detektor pro urychlovač LHC s hmotností 7 000 tun umístěný 100 metrů pod zemí. Jde o multifunkční detektor, který je mj. schopen detekovat Higgsovy bosony. Délka zařízení je 44 metrů, magnetické pole cívky vychylující nabité částice 2 T. a CMSCMS – Compact Muon Solenoid. Víceúčelový detektor vybudovaný v CERN pro urychlovač LHC, vážící 12 500 tun, který je schopen mj. detekovat Higgsovy částice. bola použitá kombinácia nazbieraných dát z rokov 2011 a 2012. V roku 2011 bežal LHC v režime s ťažiskovou energiou zrážok 7 TeV a pre analýzu bola použitá akumulovaná štatistika 4.9 fbbarn – jednotka plochy (10−28 m2), ve které se měří účinný průřez srážek. Inverzní femtobarn (fb−1) je mírou počtu srážek na femtobarn cílového účinného průřezu, jde o jednotku tzv. luminosity.–1. Tento rok operuje LHC v režime s ťažiskovou energiou 8 TeV a 5.9 fb-1 bolo použitých pre analýzu v detektore ATLAS. Podobné čísla nájdeme u CMS.

Luminozita

Na obrázku je znázornený priebeh naberania dát a celková luminozita
dodaná urýchľovačom LHC detektoru ATLAS.

Higgsov bozón má nulový spinSpin – vlastní (vnitřní) rotační moment částice souvisící s Lorentzovou symetrií. Pro částici v centrálním poli se přirozeným způsobem skládá s momentem hybnosti. Částice s nenulovým spinem se mohou chovat jako elementární magnetické dipóly μ, aniž by měly elektrický náboj. Takové částice reagují na vnější magnetická pole. (je tzv. skalárna častica), nemá elektrický a ani farebný náboj. Jeho pozorovanie je obtiažne, pretože pravdepodobnosť jeho produkcie pri protono-protónovej zrážke je veľmi malá (asi o 2 rády nižšia než u top kvarku), má dobu života kratšiu než 10–20 s a vďaka svojej veľkej hmotnosti sa rozpadá na častice, ktoré nie je jednoduché zrekonštruovať.

Rozpadové kanály

Na obrázku sú zobrazené rozpadové kanály Higgsovho bozónu a ich vetviace pomery vypočítane z teórie ako funkcia jeho hmotnosti. H sa najčastejšie rozpadá na najťažšie častice dané fázovým priestorom (definovaným jeho hmotnosťou). Rozpad na páry bozónov WW a ZZ je preferovaný pre MH > 180 GeV, pre oblasť nižších hmotností je potlačený. Pár top-antitop kvarkov je možný pre ťažkého H s hmotnosťou aspoň dvojnásobku hmotnosti top kvarku.

Pre hmotnosti okolo 130 GeV (oblasť signálu) sa Higgsov bozón rozpadá s najväčšou pravdepodobnosťou na páry kvarkov bb a cc, pár gluónov alebo τ leptónov. Potom následuje rozpad na WW* a ZZ* bozóny. Rekonštrukcia H v týchto kanáloch je náročná, pretože kvarky produkujú jety, W bozóny a τ leptón, ktoré sa rozpadajú taktiež na kvarkové jety alebo leptón a neutríno, ktoré je v detektore skoro nedeteovaťelné mimo chýbajúcu transverzálnu hybnosť, ktorú zo sebou unáša. Existujú však takzvané „zlaté kanály“

H → γγ a H → ZZ* → μ+μ–μ+μ–,

ktoré síce majú malú pravdepodobnosť vetvenia, ale je možné ich relatívne jednoducho rekonštruovať a poskytujú dobré rozlíšenie hmotnosti. Dňa 4. Júla bol opatrne ohlásený objav novej častice konzistentnej svojimi vlastnosťami s Higgsovým bozónom. Nová častica bola pozorovaná zároveň na detektoroch ATLASATLAS – A Toroidal LHC ApparatuS, detektor pro urychlovač LHC s hmotností 7 000 tun umístěný 100 metrů pod zemí. Jde o multifunkční detektor, který je mj. schopen detekovat Higgsovy bosony. Délka zařízení je 44 metrů, magnetické pole cívky vychylující nabité částice 2 T. a CMSCMS – Compact Muon Solenoid. Víceúčelový detektor vybudovaný v CERN pro urychlovač LHC, vážící 12 500 tun, který je schopen mj. detekovat Higgsovy částice.. Experiment CMS zmeral hmotnosť 125.3 ± 0.6 GeV zo štatistickou významnosťou 4.9 σ (odchýliek od pozadia bez Higgsovho bozónu) a ATLAS zmeral najpravdepodobnejšiu hmotnosť 126.5 GeV s lokálnou významnosťou 5 σ. V časticovej fyzike sa považuje za hranicu objavu štatistická významnosť 5 σ, takže pozorovanie rovnakej častice na obidvoch detektoroch zároveň je viac než dostatočné potvrdenie jej existencie.

Higgs

Na obrázkoch sú znázornené diferenciálne účinné prierezy pozorovaných udalostí v kanáloch H → γγ a H → ZZ* → 4 leptóny pozorované na detektoroch CMS (hore) a ATLAS (dole). V prípade di-fotónového kanálu (naľavo) je vidieť prebytok udalostí okolo 126 GeV. Namerané udalosti sú reprezentované čiernymi bodkami. Červená spojitá krivka znázorňuje fit signál + pozadie, červená prerušovaná iba pozadie (Štandardný model bez Higgsovho bozónu). V 4-leptónovom kanáli (vpravo) je znázornená invariantná hmota štyroch leptónov (4μ, 4e, 2μ2e).

2Z rozpad

Udalosť, kde sa kandidát na H rozpadol na 2 Z bozóny, ktoré sa rozpadli na páry μ+μ–.

2 gama rozpad

Udalosť kde sa kandidát na H rozpadol na 2 fotóny.

Je to však iba začiatok cesty a nastáva doba skúmania vlastností kandidátov na Higgsov bozón (spin, vetviace pomery rozpadových kanálov, presné meranie hmotnosti) a jeho väzieb na iné častice Štandardného Modelu. Ak sa nová častica ukáže byť skutočne Higgsovým bozónom, príde na radu otázka: a kým že to je. Štandardný Model častíc a interakcií obsahuje jeden skalárny Higgsov bozón. Iné teórie, napríklad minimálne supersymetrické rozšírenie SM, tzv. MSSM model, predpovedá existenciu 5 Higgsových bozónov, jeden z nich má vlastnosti podobné Higgsovmu bozónu zo SM. Očakáva sa, že do dvojročnej odstávky na údržbu začiatkom roku 2013 LHC zdvojnásobí štatistiku nazbieraných dát a po ich analýze budeme vedieť odpovedať na položené otázky.

Klip týždňa: Peter Higgs oznamuje objav Higgsovho bozónu

Peter Higgs oznamuje objav Higgsovho bozónu.

Vysvetlenie podstaty Higgsovho bozónu

Odkazy

  1. CERN
  2. ATLAS
  3. CMS
  4. Michal Marčišovský: Tevatron; AB 41/2011
  5. Michal Marčišovský: Pohybujú sa neutrína nadsvetelnou rýchlosťou?; AB 37/2011
  6. Miroslav Horký: Experiment PAMELA – nalezení antiprotonů ve vnitřním Van Allenově pásu; AB 34/2011
  7. Michal Marčišovský: Spektrometer AMS 02 je pripravený na štart; AB 19/2011
  8. Petr Kulhánek: Neutrinový experiment OPERA; AB 45/2010
  9. Miroslav Havránek: Neobvyklé oscilace neutrin potvrzeny experimentem MiniBooNE; AB 42/2010
  10. Miroslav Havránek: Anomální narušení CP symetrie pozorováno ve Fermilabu; AB 27/2010
  11. Petr Kulhánek: Neutrina z nitra Země pozorovaná v experimentu BOREXINO; AB 12/2010
  12. Petr Kulhánek: Od mřížových modelů ke kvantové chromodynamice II; AB 3/2010
  13. Tisková zpráva AV ČR, 30. 11. 2009: Perfektní příprava se vyplatila: První výsledky z obřího urychlovače LHC v Ženevě; AB 46/2009
  14. Petr Kulhánek: Detektor AMS má konečně zelenou; AB 43/2009
  15. Miroslav Havránek: Experiment PAMELA – první výsledky; AB 39/2009
  16. Petr Kulhánek: Ve Fermilabu testují zbrusu nový detektor temné hmoty; AB 32/2009
  17. Miroslav Havránek: FAIR – urychlovač pro výzkum atomových jader; AB 6/2009
  18. Miroslav Havránek: Černé díry na urychlovači LHC; AB 42/2008
  19. Martin Zeman: Návrat výzkumu antihmoty a kosmického záření na oběžnou dráhu – AMS 02; AB 33/2008
  20. Miroslav Havránek: Detektory temné hmoty; AB 17/2008
  21. Zuzana Vidláková: Mezinárodní lineární kolider; AB 15/2008
  22. Petr Kulhánek: Exotické mezony a baryony – objev prvního nabitého tetrakvarku?; AB 45/2007
  23. Petr Kulhánek: Honba za axiony; AB 25/2007
  24. Michal Marčišovský: Tevatron možno objavil Higgsov bozón; AB 12/2007
  25. Petr Kulhánek: Surfování na vlnách – urychlovače budoucnosti?; AB 39/2006
  26. Miroslav Havránek: Experiment PAMELA; AB 34/2006
  27. Michal Marčišovský: Urýchľovač Large Hadron Collider; AB 27/2006
  28. Miroslav Havránek: Experiment ATLAS – výzva pro nové technologie; AB 25/2006
  29. Petr Kulhánek: O ničem aneb vakuum současnosti; AB 22/2006
  30. Michal Marčišovský: Experiment CNGS – Neutrína z CERNu do Talianska; AB 46/2005
  31. Petr Kulhánek: Objev hybridního mezonu; AB 26/2005
  32. Petr Kulhánek: Experimenty s antivodíkem mohou začít; AB 12/2005
  33. Petr Kulhánek: Liší se hmota od antihmoty?; AB 47/2004
  34. Václav Kaizr: Kvark gluonové plazma, příběh pokračuje; AB 12/2004
  35. Jiří Hofman: ALICE; AB 34/2003
  36. Petr Kulhánek: Honba za Higgsovými částicemi; AB 28/2003
  37. Jan Pašek: CPT symetrie a výroba antivodíku ve velkém; AB 9/2003
  38. Karel Řezáč: Antiprotonový zpomalovač; AB 8/2003

Valid HTML 5Valid CSS

Aldebaran Homepage