Виявлена ​​фізиками частка поки що лише схожа на бозон Хіггса

Вчорашня конференція в Женеві, на якій співробітники ЦЕРН оголосили про відкриття нової частинки, все-таки не дала чіткої відповіді на давно мучить всіх питання: є вона невловимим бозоном Хіггса чи ні? Тому що все, хто виступав з доповідями, говорили лише про те, що знайдена частка, схожа на бозон Хіггса. Чому ж вчені настільки обережні?

Слід зауважити, що фізики, що працювали на американському колайдері "Теватрон" ледь не випередили фахівців з ЦЕРНу. Поки що йшла підготовка до вчорашньої конференції, на семінарі в американській Національної прискорювальної лабораторії імені Фермі колаборації CDF і Dzero представили остаточні результати пошуків бозона Хіггса на цьому протон-антипротонному прискорювачі, який, як ми пам'ятаємо, був зупинений у вересні минулого року. І хоча більшість вчених прийшли до висновку, що докази того, що ця невловима частинка була знайдена саме там, не зовсім переконливі, ігнорувати дані "Теватрона" все ж не можна.

Нагадаємо: невловимий бозон Хіггса, який, як вважають вчені, наділяє інші частинки масою, безпосередньо спостерігати не можна, оскільки він швидко розпадається. Вчені ще давно передбачили кілька можливих варіантів такого розпаду (докладніше про них і про це бозон читайте в статті " Вченим вдалося помацати частку бога "). Американські дослідники вирішили зупинитися на вивченні одного з них - коли бозон розпадається на пару" кварк b - антікварк b ".

Таким способом можна було "зловити" тільки "легкий" варіант бозона Хіггса з масою від 100 до 147 ГеВ. Однак на пошуки в інших діапазонах у "Теватрона" не вистачало потужності. Ну а Великий адронний коллайдер, навпаки, дуже погано "вловлював" саме цей діапазон - через сильний фону.

Читайте також: Бозон Хіггса знову вислизнув, але наслідив

Отже, 2 липня американські фізики заявили, що фінальний аналіз десятирічної роботи "Теватрона", нарешті, завершений, а його результати недвозначно свідчать, що бозон Хіггса був знайдений ними в області мас 115-135 ГеВ. Щоб виявити це, вченим довелося проаналізувати дані по п'ятистам трильйонів зіткнень частинок. Здавалося б, "Теватрон", нехай навіть вже і "мертвому", вдалося вирвати пальму першості у ВАК. Але чому науковий світ поставився до заяв співробітників колаборації CDF і Dzero настільки недовірливо?

Справа в тому, що всі події, пов'язані з взаємодіями частинок, мають імовірнісний характер. Тому велике значення мають статистичні підрахунки - вони доводять, що фізики мають справу не з випадковою флуктуацией, а з закономірним явищем. Так ось, за розрахунками вчених, вірогідність того, що ці події не мають ніякого відношення до бозона Хіггса, становить один шанс на 550.

Неспеціалістам може здатися, що ймовірність помилкової інтерпретації цих подій мізерно мала, проте дослідники підкреслюють, що статистична значимість вимірювань дорівнює лише 2,9 сигми. Ця загадкова фраза перекладається на звичайну мову як "повної впевненості немає". А для того, щоб вона була, значимість повинна прийняти значення в п'ять сигм.

Проте, деякі вчені вважають, що навіть при таких значеннях статистичної значущості слід визнати, що "Теватрон" зміг виявити невловиму "частинку Бога". Зокрема, російський дослідник з Інституту фізики високих енергій, що працює на Великому адронному колайдері, член-кореспондент РАН Сергій Денисов зазначив, що всі характеристики подій, зареєстрованих детекторами "Теватрона" збігаються з тими, які можна було б очікувати в процесах з утворенням бозона Хіггса . Таким чином, зазначив учений, отримані в експериментах D0 і CDF результати підтверджують механізм утворення мас частинок в Стандартної моделі.

Однак слід визнати, що статистика є статистика, і не враховувати її не можна - особливо коли мова йде про настільки неоднозначних явищах, як наслідки взаємодій частинок. Тому все наукове співтовариство, прийнявши до відома інформацію, повідомлену на семінарі, стало чекати результатів з ЦЕРНу. Однак і доповіді на конференції в Женеві 4 липня цього року особливої ​​ясності в ситуацію з бозоном Хіггса не внесли.

Так, керівник експерименту CMS Великого адронного коллайдера Джо Інкаделла заявив, що колаборації вдалося виявити частинку, подібну до бозона Хіггса, з масою 125 ГеВ. "Ця частка дуже схожа за своїми властивостями на бозон Хіггса, але за деякими параметрами вона не зовсім точно відповідає очікуваному ... Це може бути не бозон Хіггса Стандартної моделі, а схожа на неї частка", - сказав учений.

Інші доповіді були теж вельми і вельми обережними. Скрізь говорилося про виявлення деякої невідомої раніше частки, причому ймовірність помилки, на думку доповідачів, становила 0,01 відсотка. Згадувалося також і про те, що деякі параметри частки відповідають таким невловимого бозона, а деякі - ні. Виступаючі наголошували, що потрібно продовжувати дослідження нової частинки: можливо, тільки до січня наступного року вдасться точно сказати, що ж вона собою являє.

Так що ж все-таки виявили вчені з ЦЕРНу? Чому вони сумніваються в тому, що ця частка - то самий бозон Хіггса, про який так довго мріяли все фізики світу? Про це кореспонденту "Правди.Ру" розповів співробітник ІТЕФ імені Алиханова, доктор фізико-математичних наук Андрій Африканович Ростовцев, який сам бере участь в експериментах на БАК:

- Чому така невизначеність? Насправді, точно можна сказати тільки одне - виявлена частка безсумнівно є бозоном. Про це говорить хоча б те, що значення його спина - ціле. Значить, перед нами не фермион, а все-таки бозон. Причому такий бозон, який до цього вченим відомий не був.

Але ось сказати, хіггсовський це бозон або якийсь інший, однозначно не можна. Як ви знаєте, розпад частинки Хіггса може йти по декількох каналах. У ЦЕРНі аналізували п'ять каналів його розпаду, і всюди отримані цілком достовірні дані. Тільки ось в деяких випадках ця частка розпадається зовсім не так, як це було передбачено. Тому і є деякі сумніви щодо її природи.

Ну, а для того, щоб це зрозуміти, потрібні ще експерименти. Вони, звичайно ж, займуть якийсь час, але воно у нас є - коллайдер і так продовжить свою роботу до 2020 року, у нього, крім пошуку частки Хіггса, і інші завдання є. Так що рано чи пізно ситуація з цією часткою, безсумнівно, проясниться.

Отже, заяви вчених були настільки обережними тому, що властивості знайденої частки дійсно не цілком відповідали тим, що були передбачені теоретиками. З іншого боку, і останні могли в чомусь помилитися. Словом, роботи ще належить багато. Але тепер вченим буде куди легше - по крайней мере, вони чітко уявляють, яку саме частку їм належить вивчати.

Читайте також: Пастка на бозон Хіггса розставлена

Проте, заперечувати значимість відкриття, про яке оголосили на вчорашній конференції, все ж не можна. Як сказав на завершення своєї доповіді Джо Інкаделла: "Хоча попереду ще багато роботи, це відкриття є справжньою віхою для вчених в розумінні законів природи" ...

Читайте найцікавіше в рубриці " Наука і техніка "