Теватрон опроверга екзотичните свойства на Хигс бозона

Физиците от Теватрон (колайдера в Националната ускорителна лаборатория „Енрико Ферми“) продължават да съобщават за получени от тях ограничения на свойствата на частицата на Хигс, пише Science News.

Този път физиците от колаборациите CDF и D0 съобщили, че са успели да анализират резултатите от своите експерименти в рамките на моделите, предсказващи съществуването на Хигс бозон с екзотичен спин и четност.

Както отбелязват учените, ако раждането на двойка b-кварки (долен кварк и неговата античастица антидолен кварк) се разглежда в съответствие със Стандартния модел, то със статистическа значимост от 5 стандартно отклонение (сигма) е невъзможно съществуването на Хигс бозон с отрицателна четност и със статистическа значимост от 4,9 сигма е невъзможно съществуването на Хигс бозон със спин 2.

Според Стандартния модел Хигд бозонът трябва да има нулев спин (както всяка скаларна частица) и четност +1. Резултатите на колаборациите CDF и D0 от „Фермилаб“ потвърждават резултатите от експериментите на ЦЕРН.

Ускорителната лаборатория Теватрон, разположена в Илинойс (САЩ), е функционирала от 1983 до 2011 г. С нейна помощ са били открити и доказани много важни свойства на Стандартния модел на физиката на частиците, по-конкретно на Теватрон е открит най-тежкия кварк – t кварк (топ кварк). Неговата маса превишава 173 гигаелектронволта (GeV) и той е по-тежък от бозона на Хигс, чиято уточнена маса е 125,09 GeV (около 133 пъти по-тежък от протона).

Учените са опитвали да търсят на седемкилометровия Теватрон и частицата на Хигс. За тази цел те сблъсквали протони и антипротони с енергия 1,96 ТeV. За разлика от Теватрон, на Големия адронен колайдер с дължина на основния пръстен 27 километра протоните се сблъскват с протони, а не с техните античастици.

Това означава, че на ускорителите в Европа и САЩ изначално търсенето на Хигс бозона се е провеждало в рамките на различни моделни предположения. На 2 юли 2012 г. колаборациите D0 и CDF от Теватрон обявили, че след анализ на експериментите са фиксирали следи от съществуването на Хигс бозон с маса 115-135 GeV със статистическа значимост 2,9 сигма.

Това обаче е недостатъчно за обявяването на откриване на бозона на Хигс. Няколко дни по-късно екипите на двата експеримента ATLAS и CMS на Големия адронен колайдер съобщават за откриването на частица със свойствата на Хигс бозона с маса 125-126 GeV с необходимото ниво на статистическа значимост от пет сигма.

През 80-те години в Тексас, САЩ, е започнало строителството на свръхпроводящ суперколайдер. Но през 1993 година строителството било спряно от Конгреса на САЩ. Дължината на пръстена на този ускорител щеше да е над 87 километра, а протоните в него щяха да се ускоряват до енергия 20 тераелектронволта, пише Lenta.ru.

Някои експерти тогава заявили, че в условията на сложната икономическа ситуация в САЩ са отдали предпочитание на космическата програма, жертвайки изследванията по физика на елементарните частици.

Интервю с доц. д-р Леандър Литов, ръководител на българския екип в ЦЕРН, можете да видите тук.