Uusi hiukkanen löytyi – mutta onko se Higgs?
Uudet tulokset Cernin LHC-törmäyttimestä paljastavat uuden hiukkasen, jonka ominaisuudet sopivat yhteen kauan etsityn Higgsin hiukkasen kanssa. Lisää aineistoa kuitenkin tarvitaan, ennen kuin hiukkanen voidaan varmistaa Higgsiksi.
Cernissä hiukkasilmaisimesta tehty maalaus. Kuva: Armi Hopea
”Tulokset ovat läpimurto hiukkasfysiikan tutkimuksessa”, sanoo Helsingin yliopiston professori Paula Eerola, joka johtaa Cernin CMS-kokeen kolmea suomalaista tutkimusryhmää Fysiikan tutkimuslaitoksesta, Helsingin yliopistosta ja Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.
Englantilaisen fyysikon Peter Higgsin mukaan nimetty Higgsin hiukkanen eli bosoni on hiukkasfysiikan niin sanotun standardimallin viimeinen puuttuva palanen, joka voisi selittää, miten muut alkeishiukkaset saavat massansa.
”Higgsin hiukkasta on etsitty jo noin viisikymmentä vuotta”, kertoo Fysiikan tutkimuslaitoksen tutkija Lauri Wentland.
Higgsin bosonia etsitään LHC-törmäyttimellä. Se törmäyttää protoneja yhteen suurella energialla, ja törmäyksissä voidaan tuottaa erilaisia alkeishiukkasia. LHC:n energian ja intensiteetin pitäisi olla riittävä tuottamaan Higgsin hiukkasen, jos se on olemassa. Higgsin hiukkanen kuitenkin hajoaa kokeessa niin nopeasti, että sen voi havaita vain epäsuorasti, muista hiukkasista koostuvina lopputiloina.
Näitä lopputiloja tutkimalla LHC-törmäyttimen CMS-koe on nyt paljastanut uuden hiukkasen, jonka massa on 125GeV. Havainnon sattumanvaraisuuden todennäköisyys on 5 sigmaa.
Tämä tarkoittaa, että olemme 99,99996 prosenttia varmoja siitä, ettei tulos ole sattumaa, vaan olemme havainneet oikean hiukkasen”, sanoo Lauri Wentland.
Lisävarmuutta tuloksiin tuo se, että myös LHC:n ATLAS-koe julkisti tänään tuloksia, jotka ovat yhteensopivia CMS-kokeen tulosten kanssa.
Uusi hiukkanen vastaa ominaisuuksiltaan Higgsin bosonille ennustettuja ominaisuuksia. Vielä tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusaineistoa, ennen kuin voidaan varmasti sanoa, että hiukkanen on Higgsin bosoni.
”Uuden hiukkasen ominaisuuksien määrittäminen on hidas prosessi”, sanoo Paula Eerola. Mutta tulosten yhteensopivuus Higgsin hiukkasen kanssa antaa selkeän suuntaviitan jatkotutkimuksille.
Tämä Katja Bargumin kirjoittama juttu on julkaistu myös Helsingin yliopiston uutisissa.