Наиболее ожидаемый
результат работы коллайдера - это открытие теоретически предсказанной
элементарной частицы, бозона Хиггса, последнего недостающего элемент
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=mc^2).
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.
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".
|