Higgs-bosonet
Higgs-bosonet er den eneste partikkelen i Standardmodellen som ikke er oppdaget - følg denne linken for flere detaljer. I juli 2012 annonserte ATLAS- og CMS-eksperimentene ved CERN oppdagelsen av et nytt boson med en masse på omtrent 125 GeV, og som samsvarer med det etterlengtede Higgs-bosonet.
Standardmodellen sier ikke hvor tungt Higgs-bosonet er, men for en gitt Higgs-masse, forutsier den hvor ofte Higgs-bosonet blir produsert i kollisjoner mellom partikler og hvordan det henfaller til kjente partikler. Diagrammet under oppsummerer hvor ofte et 125 GeV tungt Higgs-boson henfaller til forskjellige kjente partikler.
Et slikt Higgs-boson er veldig tungt, til og med tyngre enn Z-bosonet som du møtte tidligere, og har en veldig kort levetid. Det medfører at det kun kan reise en veldig kort avstand før det henfaller. Derfor har vi ingen mulighet til å direkte observere det i hverken ATLAS-detektoren eller noen annen partikkeldetektor.
Higgs-bosonet kan produseres i proton-proton-kollisjoner med høy energi ved LHC. ATLAS og CMS-detektorene har observert henfall til (i) to Z-bosoner, som igjen henfaller til to par med ladde leptoner, (ii) to fotoner og (iii) to W-bosoner, som igjen henfaller til to ladde leptoner og to nøytrinoer.
I dette Z-sporet vil du få muligheten til å søke etter Higgs-henfallene (i) og (ii) som beskrevet over og delvis etterligne hva fysikerne ved ATLAS gjorde.
Du lurer kanskje på hvorfor forskerne ved CERN sier at de har oppdaget en Higgs-lignende partikkel og ikke selveste Higgs-bosonet? Grunnen er vitenskapelig. Selv om henfall til ZZ, W+W- og γγ har blitt observert, kan man enda ikke slå fast at den Higgs-lignende partikkelen også henfaller til leptoner og kvarker, og da spesielt henfall til par av b-kvarker og tau-leptoner.
Hvorfor er det slik at "sjeldne" henfall som H→γγ (med 0.2% sannsynlighet) blir observert, men ikke de "vanlige" henfallene H→bb̅ (med 57% sannsynlighet)? Det siste henfallet leder til to skurer av partikler som er veldig vanskelige å separere fra den tallrike produksjonen av vanlige skurer, de som kommer fra den sterkeste av alle vekselvirkninger - den sterke kraften.
Kanskje kan man studere slike Higgs-henfall i fremtidige Masterclasses, men for nå ønsker vi deg lykke til med ditt søk etter Higgs-lignende partikler i henfall til ZZ og γγ.
Er det ikke utrolig at du, bare noen få måneder etter at oppdagelsen ble annonsert, selv har muligheten til å ta en titt?
Følg denne linken dersom du vil vite mer om Higgs-bosonet. I Standardmodellen er det Higgs-feltet som gir partiklene masse, og dets tilhørende partikkel er Higgs-bosonet, som har spinn 0. Det er denne vi har lett etter ved LHC!