Sciencemag.cz
Doporučujeme
Existenci Higgsova bosonu pokládají fyzikové za potvrzenou od roku 2012 – tehdy byly publikovány klíčové články vycházející z výsledků v CERNu i na dalších urychlovačích. Již o rok později byla za předpověď této částice udělena Nobelova cena za fyziku. CERN, respektive lidé z projektu CMS/ATLAS, se po 10 letech od objevu pokoušejí shrnout, co se o Higgsově bosonu zjistilo od té doby.
Pozorováním produkce Higgsových bosonů a jejich rozpadu na dvojice bosonů W nebo Z potvrdily ATLAS a CMS, že tyto bosony získávají svou hmotnost interakcí s Higgsovým polem – podle předpovědi Standardního modelu. Síla těchto interakcí vysvětluje krátký dosah slabé interakce.
Experimenty také prokázaly, že kvark top (svrchní), kvark bottom (spodní) a lepton tau (tauon), tedy nejtěžší fermiony (záporně nabitý tauon patří mezi leptony, „lehké“ částice, ale má dvakrát větší klidovou hmotnost než proton) získávají svou hmotnost z interakcí s Higgsovým polem, což opět předpovídal Standardní model. V případě kvarku top vědci pozorovali vznik Higgsova bosonu společně s dvojicí kvarků top a v případě kvarku bottom a leptonu tau došlo k rozpadu bosonu na dvojice kvarků, respektive tauonů. Tato pozorování potvrdila existenci tzv. Yukawova interakce, která je součástí Standardního modelu. Na rozdíl od všech ostatních sil ve standardním modelu tato síla zprostředkovaná Higgsovým bosonem není kvantovaná. (PH: tj. její velikost se může měnit zcela spojitě?)
Experimenty ATLAS a CMS stanovily hmotnost Higgsova bosonu na 125 miliard elektronvoltů (GeV), a to s působivou přesností na téměř 1 promile. Hmotnost Higgsova bosonu je základní přírodní konstantou, kterou standardní model nepředpovídá, musí se určit empiricky (změřit). Spolu s hmotností nejtěžší známé elementární částice (kvarku top) a dalšími parametry může hmotnost Higgsova bosonu určovat stabilitu vesmírného vakua.
„Velké vzorky dat, které poskytuje urychlovač LHC, výjimečný výkon detektorů ATLAS a CMS a nové analytické techniky umožnily oběma kolaboracím rozšířit citlivost měření Higgsova bosonu nad rámec toho, co se v době návrhu experimentů považovalo za možné,“ uvedl mluvčí projektu ATLAS Andreas Hoecker.
Od roku 2010, kdy se v urychlovači LHC začaly srážet protony při rekordních energiích, se v rámci čtyř hlavních experimentů podařilo dále objevit více než 60 složených částic předpovězených Standardním modelem, mj. exotické tetrakvarky a pentakvarky. Experimenty ale také vedly ke zjištění řady zajímavých odchylek (nebo alespoň náznaků odchylek) od Standardního modelu, které vyžadují další zkoumání,
Tisková zpráva CERNu také obsahuje seznam otevřených otázek, týkajících se Higgsova pole a Higgsova bosonu:
Dává Higgsovo pole hmotnost i lehčím fermionům, nebo zde může být ve hře jiný mechanismus?
Je Higgsův boson elementární nebo složená částice?
Může Higgsův boson interagovat s temnou hmotou, respektive dovíme se v souvislosti s ním něco o temné hmotě?
Co vytváří hmotnost Higgsova bosonu a jeho vlastní interakci?
Má Higgsův boson dvojče (poznámka: tím se myslí antičástice?) nebo příbuzné částice?
Souvisí interakce Higgsova bosonu sama se sebou nějak s tím, že ve vesmíru převládá hmota nad antihmotou? (eventuálně i se stabilitou vakua?)
Některé z těchto odpovědí jsou však pravděpodobně mimo možnosti urychlovače LHC, a to i po jeho modernizaci, a budou vyžadovat nové specializované zařízení, mnohem větší a výkonnější urychlovač, „továrnu na Higgsův boson“. Při této příležitosti CERN uvádí, že v souvislosti s urychlovači byly učiněny nebo rozvinuty i další všeobecně prospěšné vynálezy, např. web, pozitronová emisní tomografie nebo hadronová terapie rakoviny.
Zdroj: CERN
Poznámka PH: tedy WWW je opravdu „náhodný“ vynález nesouvisející s částicovou fyzikou a nějakou obdobnou podobu by Internet (míněno: obsah v podobě grafického dokumentu a klikací rozhraní) získal téměř jistě tak jako tak.
Standardní model částicové fyziky. Credit: Fermilab
