Polscy naukowcy badają boską cząstkę. Ich dokonania doprowadzą do kluczowych zmian

Nie bez powodu bozon Higgsa jest czasami określany mianem boskiej cząstki. I choć jej istnienie potwierdzono dopiero w 2012 roku, to od tamtej pory trwają intensywne badania jej poświęcone.
Polscy naukowcy badają boską cząstkę. Ich dokonania doprowadzą do kluczowych zmian

Jednymi z ich autorów są Polacy, przedstawiciele Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk. To właśnie oni, kierowani przez Marcina Kucharczyka, zaprezentowali niedawno swoje ustalenia na łamach Journal of High Energy Physiscs. Jeśli obecnie prowadzone wysiłki przyniosą oczekiwane rezultaty, to mogłoby to doprowadzić do powstania następców Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Czytaj też: Co się bada w zderzaczu cząstek? RHIC wraca do pracy

Warto w tym momencie wspomnieć o tzw. Ukrytej Dolinie. Nazwa to odnosi się do modeli rozszerzających zestaw znanych nauce cząstek elementarnych. Cząstki opisane w Modelu Standardowym miałyby należeć do grupy niskoenergetycznej, natomiast cząstki egzotyczne pozostawałyby w obszarze wysokoenergetycznym. Pomimo długoletnich starań nie udało się zaobserwować egzotycznego rozpadu bozonu Higgsa w Wielkim Zderzaczu Hadronów, choć polscy naukowcy przekonują, iż dzięki jego następcom będzie to możliwe.

Modele Ukrytej Doliny obejmują dwie grupy cząstek oddzielone barierą energetyczną. W teorii powinny istnieć egzotyczne masywne cząstki przekraczające tę barierę w określonych okolicznościach, a na przykład bozon Higgsa mógłby pełnić rolę łącznika między cząstkami z obu światów. Członkowie zespołu kierowanego przez Kucharczyka sondowali możliwości w zakresie wykrywania rozpadów bozonu Higgsa, do czego mogłyby posłużyć nadchodzące akceleratory leptonowe.

Bozon Higgsa jest niekiedy nazywany boską cząstką. W prowadzonych badaniach pomogą instrumenty takie jak CLIC oraz FCC

Wspomniany łącznik, po tym, jak już przeszedłby na drugą stronę, powinien doznać rozpadu na dwie stosunkowo masywne egzotyczne cząstki. Każda z nich w ciągu bilionowych części sekundy rozpadłaby się na kolejne dwie cząstki o jeszcze mniejszych masach. Te ostatnie mogłyby być opisane przez Model Standardowy. Szukając oznak takiego rozpadu naukowcy powinni skupiać się na poszukiwaniu dżetów cząstek wytworzonych przez pary kwark-antykwark. Odtwarzając ścieżki, po których się one poruszały, badacze mogliby lokalizować miejsca, w których doszło wcześniej do rozpadu.

Czytaj też: Jak zderzają się elektrony? Te miniaturowe kolizje są iście szalone, a naukowcy zamierzają pójść o krok dalej

Możliwościami pozwalającymi na dokonywanie takich identyfikacji powinny dysponować na przykład CLIC (Compact Linear Collider) czy FCC (Future Circular Collider). Oba te instrumenty mają pozwalać na zderzanie elektronów z pozytonami.  Tło dla egzotycznych rozpadów bozonu Higgsa powinno być słabsze niż ma to miejsce w Wielkim Zderzaczu Hadronów, co w teorii pozwoli na wykrywanie sygnałów, które były do tej pory pomijane. Jak sugerują polscy naukowcy, zarówno CLIC jak i FCC powinny ograniczyć tło egzotycznych rozpadów bozonu Higgsa, co będzie rewolucyjne w kontekście badań poświęconych boskiej cząstce. Dobrze jest wiedzieć, że nasi rodacy mogą mieć istotny wkład w poszukiwania poświęcone tak istotnej cząstce.