Физики, работающие на Большом адронном коллайдере, представят новые результаты поиска бозона Хиггса на научном семинаре в ЦЕРНе, 4 июля, сообщает пресс-служба Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).

Этот семинар состоится в преддверии главной научной конференции по физике частиц ICHEP 2012, которая откроется в Мельбурне в тот же день.

«Сбор данных для (конференции) ICHEP был закончен в понедельник, 18 июня, чем завершился очень успешный первый период работы БАКа в 2012 году. Я очень хочу скорее узнать, что откроют нам полученные данные», – говорит директор ЦЕРНа по ускорителям и технологии Стив Майерс (Steve Myers).

Наиболее ожидаемый результат работы коллайдера – это открытие теоретически предсказанной элементарной частицы, бозона Хиггса, последнего недостающего элемента современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели. Физики с помощью специальных детекторов собирают информацию («статистику») о результатах столкновений протонов в 27-километровом кольце коллайдера и анализируют ее, вычленяя неординарные события – возможные следы рождения и распада пока неизвестных частиц. Чем больше столкновений произойдет, тем более редкие частицы могут быть открыты учеными.

Расписание работы коллайдера в 2012 году было построено таким образом, чтобы собрать максимально возможный объем данных до конференции ICHEP.

В результате с апреля по июнь было собрано данных больше, чем за весь 2011 год. Кроме того, ученые непрерывно улучшают методики обработки и анализа информации, в чем им помогает глобальная вычислительная сеть – грид ЦЕРНа.

«Теперь у нас более чем в два раза больше данных, чем в 2011 году, их должно быть достаточно, чтобы увидеть, сохранятся ли те тренды, которые мы увидели в прошлом году, или они исчезнут», – отметил директор ЦЕРНа по исследовательской работе и вычислениями Серджио Бертолуччи (Sergio Bertolucci).

В декабре 2011 года коллаборации ATLAS и CMS заявили, что видят некоторые «намеки» на бозон Хиггса.

Тогда физики, работающие на детекторе ATLAS, объявили, что видят некоторое превышение сигнала над фоном в интервале от 116 до 130 гигаэлектронвольт.

Статистическая значимость такого превышения около значения 126 гигаэлектронвольт составляла 2,8 сигма, то есть вероятность случайной флуктуации составляет 1 к 144 (но для открытия требуется значение 5 сигма – 1 к 3,5 миллиона).

Группа, работающая на детекторе CMS, сообщила о признаках существования Хиггса в области масс между 115 и 127 гигаэлектронвольт.

Если следы новой частицы будет обнаружены в новых данных, коллаборациям ATLAS и CMS понадобится время для того, чтобы подтвердить, действительно ли это бозон Хиггса, или другая более экзотическая частица, которая открывает дорогу для новой физики – за пределы Стандартной модели.

«Это отчасти похоже на случай, когда вы замечаете издалека знакомое лицо. Иногда вам нужно подойти ближе, чтобы убедиться в том, что это действительно ваш лучший друг или же его близнец», – сказал директор ЦЕРНа Рольф Хойер (Rolf Heuer).

На данный момент Стандартная модель исключительно точно описывает устройство материи и силы, которые ею управляют. Однако многие физики полагают, что это еще не «конец истории», и в Стандартной модели отыщутся «прорехи», в которые можно будет увидеть новую физику.

Многие ученые говорят, что будут сильно разочарованы, если бозон Хиггса отыщется. В этом случае Стандартная модель будет «достроена», а значит для поисков новой физики придется затратить больше усилий.

В настоящее время многие ученые обсуждают, какими будут результаты БАКа.

В частности, в блоке математика Питер Войт (Peter Woit) из Колумбийского университета в Нью-Йорке уже появилась информация о параметрах бозона Хиггса, якобы полученных на двух главных детекторах коллайдера – ATLAS и CMS. Согласно этим данным, анализ всего объема данных, полученных коллайдером в 2011 и 2012 году, указывает на существование бозона Хиггса с массой 124 гигаэлектронвольта (физики измеряют массы частиц в единицах энергии, электронвольтах, основываясь на формуле Эйнштейна, E=mc²).

Детекторы ATLAS и CMS, анализируя случаи рождения пар гамма-квантов – один из типов событий, который может служить указанием на рождение бозона Хиггса в столкновении протонов в коллайдере – зафиксировали избыток таких событий на значении 124 гигаэлектронвольта.

При этом уровень статистической достоверности составляет 4 сигма – значение 3 достаточно, чтобы говорить о признаках существования частицы, но для открытия необходимо 5 сигма.

Постоянные читатели нашего сайта наверняка помнят историю, имевшую место в декабре месяце прошлого года. Тогда тоже в Интернете и СМИ было море информации и предположений об обнаружении неуловимого бозона Хиггса. В официальном заявлении Европейской организации ядерных исследований CERN был пролит свет на некоторые аспекты сделанных открытий. Ученые просто развеяли слухи, заявив о том, что в своих экспериментах они обнаружили некоторые «интригующие намеки», а для более точных выводов потребуется проведение дополнительных исследований и более тщательного анализа новых данных и данных, собранных в ходе ранних экспериментов.

Бозон Хиггса является элементарной частицей, которая пока существует только в теории. Ученые приписывают этой загадочной частице свойство придавать массу другим элементарным частицам, благодаря чему они могут взаимодействовать между собой. Бозон Хиггса является последней элементарной частицей, существование которой теоретически возможно с точки зрения Стандартной модели физики элементарных частиц, но которую до сих пор ученым не удавалось «увидеть живьем».

Обнаружение бозона Хиггса, которое стало бы подтверждением истинности Стандартной модели физики элементарных частиц, является настолько важным этапом в понимании человечеством строения Вселенной, что многие страны внесли свой вклад в те девять миллиардов долларов, которые пошли на создание Большого Адронного Коллайдера. Сейчас БАК является единственной в мире научной установкой, обладающей мощностью, которой должно хватить для обнаружения бозона Хиггса при столкновении протонов, разогнанных до безумных скоростей и энергий.

После того, как в прошлом году организация CERN опубликовала официальное заявление, волнения пошли на убыль и волна слухов постепенно сошла на минимум. И совсем недавно мировую физическую общественность сотрясла новая волна, которая последовала за информацией, опубликованной издательством New York Time. Согласно этой информации, CERN собрали команду, которая занимается подробным анализом научных данных, собранных в прошлом и этом годах. Физики выполняют анализ ускоренными темпами, что говорит о том, что они находятся на правильном пути и готовятся сделать некоторое сенсационное заявление на Международной конференции по вопросам физики высоких энергий (International Conference on High Energy Physics, ICHE), которая начнет свою работу в Мельбурне с 4 июля этого года.

Эта информация, «подогретая» заявлениями некоторых ученых-физиков, в частности Питера Уоита (Peter Woit), вызвала волну нездорового интереса и шквал новых слухов, как говорится, «один краше другого». Ученые, в лице Фабиоле Джанотти (Fabiola Gianotti), представительницы одной из научных групп CERN, обратились к общественности с призывом:

«Не верьте всему, что пишут в различных блогах и Твиттере». Согласно их заявления, большинство физиков, работающих над анализом научных данных, не имеют понятии о том, с чем они имеют дело. Для того, что бы избежать процесса «смешивания» данных, полученных разными группами ученых в результате анализа, ученые разделены на несколько изолированных групп приблизительно по 500 участников в каждой. Каждая команда выполняет свой анализ восьми случаев, когда в недрах БАК, вероятно, был получен бозон Хиггса в чистом виде, который затем распался, оставляя за собой уникальную «подпись».

По завершению анализа каждой группой все данные будут объединены в виде единого сводного результата, который станет известен лишь в конце июня, а огласку он получит на конференции ICHEP. Так что ждать осталось не так уж и долго.

Большой адронный коллайдер (БАК), созданный учеными из многих стран на площадке Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в пригороде Женевы – самый большой в истории ускоритель элементарных частиц. Он предназначен для получения принципиально новых данных о природе материи и фундаментальных физических законах. Стоимость его постройки превысила шесть миллиардов евро.

Слово «коллайдер» образовано от английского слова collide – «сталкивать» и означает, что в нем сталкиваются летящие в противоположные стороны частицы, а не пучок частиц и неподвижная мишень, по-русски этот термин звучит как «ускоритель на встречных пучках».