Odkrycie bozonu Higgsa niewątpliwie było jednym z najważniejszych dokonań w historii fizyki. Jest to cząstka elementarna, której istnienie jest bardzo ważne, choć wiele osób nawet nie zdaje sobie z tego sprawy. Dość powiedzieć, że gdyby nie bozon Higgsa, to materia byłaby pozbawiona… masy.
Czytaj też: Wiemy, na co rozpada się bozon Higgsa. Fizycy właśnie tego się spodziewali
Od eksperymentalnego potwierdzenia istnienia tej cząstki elementarnej minęło już 11 lat, ale poświęcone jej eksperymenty wcale nie ustały. Na przykład naukowcy zrzeszeni w ramach przedsięwzięcia ATLAS przeprowadzili niedawno wyjątkowo dokładne pomiary masy bozonu Higgsa. To istotny krok w stronę poznania zasad rządzących całym wszechświatem.
Problem polega na tym, że Model Standardowy nie obejmuje masy bozonu Higgsa, więc do jej określenia potrzeba pomiarów eksperymentalnych. Bez poznania tego wyniku nie zrozumiemy oddziaływań wspomnianej cząstki z innymi cząstkami elementarnymi, a nawet nią samą. Co więcej, gdyby naukowcy natrafili na jakiekolwiek nieścisłości między przewidywaniami, a wynikami pomiarów, to wskazywałoby to na występowanie nierozpoznanych zjawisk.
Bozon Higgsa to cząstka elementarna, której istnienie potwierdzono w 2012 roku
Poza tym, masa bozonu Higgsa ma kluczowy wpływ na ewolucję i stabilność próżni wszechświata. Widzimy więc, pod jak wieloma względami lepsze poznanie właściwości tej cząstki elementarnej mogłoby odmienić świat nauki. W ramach ostatnich postępów w tym zakresie badaczom udało się przeprowadzić nowy pomiar masy bozonu Higgsa na dwa sposoby. Pierwszy wykorzystywał analizę rozpadu cząstki na dwa wysokoenergetyczne fotony. Drugi opierał się natomiast na obserwacjach jej rozpadu na cztery leptony.
Obecnie najbardziej zaawansowany pomiar wskazał na wynik wynoszący 125,22 GeV. Niepewność tego rezultatu to zaledwie 0,14 GeV, a precyzja pomiaru wyniosła 0,11%. Nigdy przedtem nie przeprowadzono równie dokładnego pomiaru z pojedynczego kanału rozpadu.
Czytaj też: A było tak blisko rewolucji w fizyce. Czy ogólna teoria względności Einsteina jest poprawna?
Później członkowie zespołu badawczego postanowili połączyć wyniki obecnych kalkulacji z rezultatami pomiaru masy w kanale czteroleptonowym. W ten sposób uzyskali masę bozonu Higgsa równą 125,11 GeV z niepewnością 0,11 GeV i dokładnością 0,09%. Jak podsumował przedstawiciel ATLAS, Andreas Hoecker, nowy pomiar masy bozonu Higgsa stanowi uzupełnienie zyskującej na szczegółowości dziedziny mapowania kluczowego sektora fizyki cząstek elementarnych.
