Higso bozonas

Higso bozonas (H0) – masyvi skaliarinė elementarioji dalelė, numatyta dalelių fizikos standartiniame modelyje. Dalelė, kuri gali būti Higso bozonas, eksperimentiškai aptikta Didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuve, priklausančiame organizacijai CERN. Atradimas paskelbtas 2012 m. liepos 4 dieną. Šios naujosios dalelės savybės sutampa su teorinėmis Higso bozono savybėmis eksperimento paklaidų ribose„Measurements of the Higgs boson production and decay rates and constraints on its couplings from a combined ATLAS and CMS analysis of the LHC pp collision data at s√=7 and 8 TeV“ – ATLAS and CMS Collaborations (Aad, Georges et al.) JHEP 1608 (2016) 045 arXiv:1606.02266 [hep-ex] CERN-EP-2016-100, ATLAS-HIGG-2015-07, CMS-HIG-15-002, todėl galima teigti, kad atrastoji dalelė ir yra Higso bozonas. Kvantinis Higso laukas, kurio kvantas yra Higso bozonas, vaidina pagrindinį vaidmenį aiškinant kvarkų, elektros krūvį turinčių leptonų bei sunkiųjų W ir Z bozonų masės prigimtį.

Higso bozonas taip pavadintas fiziko Piterio Higso, kuris 1964 m. atrado Higso mechanizmą,„Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons“, Peter W. Higgs, Phys. Rev. Lett. 13, 508 – Published 19 October 1964 garbei. Tais pačiais metais nepriklausomai nuo Piterio Higso, tokį patį rezultatą, tik kitais metodais pasiekė Fransua Anglerto ir Roberto Brauto bei Gerald Guralnik, Karlo Hageno ir Tomo Kiblio mokslininkų grupės„Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons“, F. Englert and R. Brout, Phys. Rev. Lett. 13, 321 – Published 31 August 1964G. S. Guralnik, C. R. Hagen ir T. W. B. Kibble. „ Global Conservation Laws and Massless Particles  “. 1964, Physics Review Letters 13. Visi mokslininkai savo darbuose sugebėjo griežtai matematiškai paaiškinti, kaip Higso lauko laisvės laipsniai tampa sunkiųjų W ir Z bozonų laisvės laipsniais – jų mase.

 Savybės 
miniatiūra|Supaprastinta elementariųjų dalelių sąveika pagal standartinį modelį
Atradus Higso bozoną, o tuo pačiu ir Higso lauką, įrodyta, kad visa Visata yra užpildyta lauku, kurio žemiausia energijos būsena (vakuumo būsena) nėra lygi nuliui. Su šiuo lauku sąveikaudamos elementariosios dalelės (kvarkai, elektros krūvį turintys leptonai, W ir Z bozonai) įgyja masę: dalelės, stipriai sąveikaujančios su Higso lauku, įgyja didelę masę, o dalelės, kurios su lauku sąveikauja silpnai, įgyja mažą masę. Elementariosios dalelės, kurių masė yra lygi nuliui, su Higso lauku nesąveikauja. Neutrinai masę įgyja ne dėl sąveikos su Higso lauku – šiuo metu neutrinų masės įgijimo mechanizmas nėra žinomas.

Higso bozono sukinys ir elektros krūvis yra lygūs nuliui.

 Eksperimentinis atradimas 
2011 metų gruodžio 13 dieną Didžiojo hadronų priešpriešinių srautų greitintuvo detektorių ATLAS ir CMS duomenimis, Higso bozono masė turėtų būti tik 116–130 GeV (ATLAS) arba tik 115–127 GeV (CMS) ribose (Elementariųjų dalelių fizikoje plačiai paplitusi praktika masę išreikšti per energiją, nes gerai žinoma, kad E=mc²). Kitos galimos masės atmestos su 95% reikšmingumo lygmeniu. Nors stebimas įvykių perteklius ties 124 GeV (CMS) ir 125-6 GeV (ATLAS), kuris gali būti Higso bozono pasireiškimas, tačiau tai galėtų būti ir registruojami triukšmai. Gautas įvykių pertekliaus reikšmingumo lygmuo atitinka 2.6 sigma (CMS) ir 3.6 sigma (ATLAS). Nors, atrodytų, tai jau gana didelis reikšmingumas, tačiau elementariųjų dalelių fizikoje 3 sigma laikomas įrodymu, kad dalelė galėtų egzistuoti ir tik 5 sigma būtų pagrindimas, jog dalelė tikrai egzistuoja.

 Šaltiniai 

Kategorija:Bozonai