Với các lô mới được ép chặt từ các dữ liệu mới nhất thu được từ hai thí nghiệm vật lý hạt, các nhóm các nhà khoa học từ Máy va chạm Hadron lớn tại CERN, Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu, cho biết hôm thứ ba họ đã ghi nhận được gợi ý trêu ngươi của hạt hạ nguyên như Higgs Boson, nhưng chưa thể kết luận rằng nó tồn tại. Tuy nhiên, họ dự đoán rằng các cuộc chạy bộ va chạm năm 2012 sẽ mang lại đủ dữ liệu để đưa ra quyết định.
Thực tế là chúng tôi có thể hiển thị kết quả phân tích rất tinh vi chỉ một tháng sau khi dữ liệu cuối cùng chúng tôi sử dụng được ghi lại là rất yên tâm, bác sĩ Greg Landsberg, điều phối viên vật lý cho Compact Muon Solenoid (CMS) máy dò tại LHC nói với Tạp chí Vũ trụ. Sê-ri Nó cho bạn biết thời gian quay vòng nhanh như thế nào. Đây thực sự là điều chưa từng có trong lịch sử vật lý hạt, với những thí nghiệm lớn và phức tạp như vậy tạo ra rất nhiều dữ liệu, và nó rất thú vị.
Cho đến nay, kết luận chính của hơn 6.000 nhà khoa học về các nhóm kết hợp từ máy dò hạt CMS và ATLAS là họ có thể hạn chế phạm vi khối lượng của boson Mô hình Chuẩn - nếu nó tồn tại - nằm trong phạm vi 116- 130 GeV bằng thí nghiệm ATLAS và 115-127 GeV bằng CMS.
Mô hình chuẩn là lý thuyết giải thích sự tương tác của các hạt hạ nguyên tử - mô tả vật chất thông thường mà Vũ trụ được tạo ra - và trên toàn bộ hoạt động rất tốt. Nhưng nó không giải thích được tại sao một số hạt có khối lượng và những hạt khác thì không thể mô tả, và nó cũng không mô tả 96% Vũ trụ là vô hình.
Năm 1964, nhà vật lý Peter Higgs và các đồng nghiệp đã đề xuất sự tồn tại của trường năng lượng bí ẩn tương tác với một số hạt hạ nguyên tử hơn các hạt khác, dẫn đến các giá trị khác nhau cho khối lượng hạt. Trường đó được gọi là trường Higgs và Higgs Boson là hạt nhỏ nhất của trường Higgs. Nhưng Higgs Boson đã không được phát hiện và một trong những lý do chính khiến LHC được chế tạo là để cố gắng tìm ra nó.
Để tìm kiếm các hạt nhỏ này, LHC đập các proton năng lượng cao lại với nhau, chuyển đổi một số năng lượng thành khối lượng. Điều này tạo ra một loạt các hạt được phát hiện bởi các máy dò. Tuy nhiên, việc phát hiện ra hạt Higgs dựa vào việc quan sát các hạt mà các proton này phân rã thành chứ không phải chính hạt Higgs. Nếu chúng tồn tại, chúng sống rất ngắn và có thể phân rã theo nhiều cách khác nhau. Vấn đề là nhiều quá trình khác cũng có thể tạo ra kết quả tương tự.
Làm thế nào các nhà khoa học có thể nói sự khác biệt? Một câu trả lời ngắn gọn là nếu họ có thể tìm ra tất cả những thứ khác có thể tạo ra tín hiệu giống như hạt Higgs và tần số điển hình mà chúng sẽ xảy ra, thì nếu chúng thấy nhiều tín hiệu này hơn các lý thuyết hiện tại gợi ý, điều đó sẽ cho chúng một vị trí để tìm Higgs.
Các thí nghiệm đã thấy sự dư thừa trong phạm vi tương tự. Và như thông cáo báo chí của Cern đã lưu ý, riêng lẻ Taken, không có bất kỳ sự dư thừa nào trong số này có ý nghĩa thống kê nhiều hơn là lăn một cái chết và đưa ra hai sáu liên tiếp. Điều thú vị là có nhiều phép đo độc lập chỉ vào vùng từ 124 đến 126 GeV.
Đây là một điều rất hứa hẹn, Landsberg cho biết, ông cũng là giáo sư tại Đại học Brown. Điều này cho thấy cả hai thí nghiệm đều hiểu những gì đang diễn ra với máy dò của họ rất, rất tốt. Cả hai hiệu chuẩn đều thấy sự dư thừa ở khối lượng thấp. Nhưng thật không may, bản chất của quá trình của chúng tôi là thống kê và thống kê được biết là chơi các thủ thuật vui nhộn thỉnh thoảng. Vì vậy, chúng tôi thực sự không biết - chúng tôi không có đủ bằng chứng để biết - nếu những gì chúng tôi thấy là một cái nhìn thoáng qua về Higgs Boson hoặc đây chỉ là những biến động thống kê của quy trình Mô hình Standand bắt chước cùng loại chữ ký như sẽ xảy ra nếu Higgs Boson được sản xuất.
Landsberg cho biết cách duy nhất để đối phó với số liệu thống kê là lấy thêm dữ liệu và các nhà khoa học cần tăng kích thước của các mẫu dữ liệu một cách đáng kể để trả lời chắc chắn câu hỏi về việc Higgs Boson tồn tại ở khối lượng 125 GeV hay bất kỳ khối lượng nào phạm vi chưa được loại trừ.
Tin tốt là rất nhiều dữ liệu đang đến vào năm 2012.
Chúng tôi hy vọng sẽ tăng gấp bốn lần mẫu dữ liệu được thu thập trong năm nay. Và điều đó sẽ cho chúng ta đủ tự tin về mặt thống kê để giải quyết vấn đề này và nói với thế giới rằng chúng ta có nhìn thấy những cái nhìn thoáng qua đầu tiên của Higgs Boson hay không. Như nhóm đã chỉ ra hôm nay, chúng tôi sẽ tiếp tục tăng cho đến khi đạt được mức ý nghĩa thống kê được coi là đủ để khám phá trong lĩnh vực của chúng tôi.
Landsberg nói rằng trong phạm vi nhỏ này, không có nhiều chỗ cho Higgs ẩn náu. Đây là điều rất thú vị, và nó cho bạn biết rằng chúng ta gần như ở đó. Chúng tôi có đủ độ nhạy và máy dò đẹp; chúng ta chỉ cần thêm một chút thời gian và thêm một chút dữ liệu. Tôi rất hy vọng chúng ta sẽ có thể nói điều gì đó dứt khoát vào khoảng năm tới.
Vì vậy, sự hồi hộp đang được xây dựng và năm 2012 có thể là năm của hạt Higgs.
Thông tin thêm: Thông cáo báo chí của Cern, ArsTechnica
