CERN-ovi znanstvenici u srpnju su ove godine objavili da su pronašli dovoljno dokaza da mogu s priličnom sigurnošću reći da postoji Higgs ili neka čestica vrlo slična njemu. Budući da odlično odgovara predviđanjima tzv. standardnog modela fizike i odgovara na pitanje odakle česticama masa, bilo bi za očekivati da je to dobro. Međutim kako standardni model ne nudi objašnjenje za neke važne pojave poput tamne tvari ili gravitacije, znanstvenici su se nadali da će bozon barem u nekim svojstvima odudarati od predviđanja i tako otvoriti mogućnost za razvoj nove fizike. U srpnju je takva nada još uvijek postojala, no čini se da se ona s novim otkrićima ubrzano topi.

Vrata se zatvaraju

U eksperimentima Velikog hadronskog sudarača (LHC) Higgsov bozon nije otkriven izravno, već na temelju čestica u koje se raspada. Znanstvenici su uočili da u tim raspadima nedostaje jedna elementarna čestica, tzv. tau lepton. Naime, Higgs bi se, među ostalim, trebao raspadati na tau i njezinu antičesticu. Kada se to ne bi događalo, postojala bi mogućnost da standardni model ostavlja otvorena vrata za nadogradnju.

Međutim čestičari dvaju ključnih LHC-ovih eksperimenata, CMS-a i Atlasa, jučer su na simpoziju u Kyotu objavili da novi podaci pokazuju da je u raspadima Higgsa pronađen određeni broj čestica tau. On još uvijek nije dovoljan da se potpuno isključe sve moguće devijacije u standardnom modelu, no svakako smanjuje mogućnost nekih velikih iznenađenja koja fizičari priželjkuju.

Hrvatski čestičar na LHC-u, dr. Vuko Brigljević kaže da bi se Higgs prema standardnom modelu trebao raspadati na više načina – prije svega na par b kvarkova i par tau leptona.

'Higgs se najradije raspada u najteže čestice kao što su kvarkovi b i anti b, međutim njih je jako teško vidjeti, posebno zato što se stvaraju i neovisno o raspadima Higgsa, pa je šum, odnosno pozadina jako velika', rekao je voditelj ruđerovaca u CERN-u i pojasnio: 'U srpnju još nismo imali dovoljnu osjetljivost da bismo mogli pouzdano reći ima li ili ne tih raspada. Međutim sada počinjemo vidjeti da ih ima čak i malo više nego što bismo očekivali. Slično je i s b kvarkovima, no tu su vrata za neke anomalije još uvijek odškrinuta, ako ih netko traži. Moglo bi se reći da je standardni model počeo pripremati šampanjac i kolače, no još uvijek je prerano za konačno slavlje.'

Druga vrata - paritet

Prema rezultatima predstavljenim na simpoziju, postupno se zatvaraju i druga vrata za novu fiziku. Naime standardni model predviđa da bi se Higgsov bozon trebao jednako ponašati i kada bi se gledao u ogledalu, što se naziva pozitivnim paritetom. Znanstvenici u srpnju još nisu imali dovoljno podataka da bi znali kakav mu je paritet, što je ostavljalo mogućnost da Higgsova slika u zrcalu bude različita. Takva anomalija omogućila bi elegantno proširenje standardnog modela koje se naziva teorijom supersimetrije.

No novi signali zabilježeni u CMS-u pokazali su da je Higgsov paritet očekivano – pozitivan sa statističkim značajem od 2,5 sigma, što znači da je vjerojatnost da su nastali slučajno 1 naprama 100.

Dr. Brigljević kaže da se ovi signali još trebaju povećati da bi se mogli smatrati konačnim otkrićem. U tom slučaju neke varijante supersimetrije ispale bi iz igre, ali ne sve.

'Supersimetrija je jako elegantna teorija prema kojoj svaka čestica ima svojeg superpartnera, a nudi mogućnost za objašnjenje nekih pojava poput tamne tvari. Ako se potvrdi Higgsov pozitivan paritet, neke varijante će otpasti, no to ipak ne znači da će supersimetrija umrijeti. Ona nudi veliku slobodu u velikom spektru pa će neke njene verzije i dalje ostati u igri', objasnio je.

Treća vrata – raspad B0S

No naš čestičar upozorava da je jedno drugo otkriće dodatno učvrstilo standardni model, što bi također moglo zadati brige lovcima na anomalije.

'Prostor za novu fiziku može se tražiti na dva načina – tako da stvorite nove čestice koje standardni model ne predviđa ili pak kroz skrivene utjecaje u niskoenergetskim raspadima. U LHC-u je nedavno prvi put otkriven raspad čestice B0s u dva muona predviđen standardnim modelom. On je jako rijedak - događa se tri puta u milijardu raspada. Zasad je potvrđen sa sigurnošću od 3,5 sigma, što se može smatrati dokazom, ali još uvijek ne i konačnim otkrićem. Prema dostupnim podacima, njegova učestalost odgovara predviđanjima standardnog modela, što također sužava prostor za supersimetrične doprinose. No treba imati na umu da je tu mogućnost statističke pogreške vrlo velika, jer smo zabilježili tek prve takve raspade', rekao je dr. Brigljević.