Po kilkudziesięciu latach szukania, CERN poinformował na konferencji prasowej we wtorek 13 grudnia, że znalazł ślady istnienia bozonu Higgsa — „boskiej cząstki”, której istnienie zakłada tzw. Model Standardowy fizyki. Dwa niezależne zespoły badawcze określiły nawet w przybliżeniu taką samą masę długo poszukiwanej cząsteczki — wynosi ona około 125 GeV (gigaelektonowoltów). To jeszcze nie jest oficjalne potwierdzenie istnienia bozonu Higgsa, ale uczeni z CERNu są już naprawdę blisko…
Model Standardowy jest jedną z najważniejszych teorii współczesnej fizyki, jego podstawy teoretyczne zaczęto formułować w latach 70-tych XX wieku. Stanowi zbiór wszystkich znanych cząstek elementarnych tworzących materię i siły obecne we wszechświecie. Większość jego przewidywań potwierdzono doświadczalnie już w latach 80-tych XX wieku. Model zakłada istnienie bozonu Higgsa, który ma odpowiadać za masę innych cząstek, będąc nośnikiem tzw. pola Higgsa, z którym oddziałują wszystkie pozostałe cząsteczki. Te rodzaje cząstek, które oddziałują silniej z polem, mają większą masę od tych, które oddziałują słabiej. Stąd bozon Higgsa nazywany jest też „boską cząstką” — jest po prostu odpowiedzialny za to, że materia posiada masę. Fizycy w teorii wiedzieli, że prawdopodobnie istnieje, ale nie mogli doświadczalnie znaleźć cząstki w realu. Chęć wykrycia bozonu Higgsa była jedną z przyczyn budowy, wartego dziesięć miliardów euro, Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) w centrum badawczym CERN pod Genewą. Gdyby go nie odnaleziono, Model Standardowy nadawałby się do kosza, a w najlepszym razie do radykalnej przeróbki.
Ostatnio nad odkryciem bozonu pracowały w CERNie dwie niezależne ekipy badawcze, skrótowo nazywane ATLAS i CMS. Każdy zespół stosował inne technologie i metody, aby wzajemnie się sprawdzać. — Znalezienie tej cząstki byłoby wspaniałym zwycięstwem fizyki teoretycznej — mówi John Ellis, były szef działu fizyki teoretycznej w CERN, obecnie profesor w King’s College. — Fizycy bowiem już dawno przewidzieli istnienie bozonu Higgsa. Teraz trzeba go odnaleźć w świecie realnym. Bozon to prawie nasz Święty Graal!
Z analizy danych uzyskanych przez ATLAS wynika, że masa boskiej cząstki znajduje się w przedziale 116–130 GeV. Dane CMS wskazują na przedział 115–127 GeV. To bardzo wysoka zgodność, ale jeszcze zbyt mała by stwierdzić, że bozon Higgsa został odkryty.
Aby w pełni potwierdzić odkrycie, uczeni chcą jednak przeprowadzić więcej eksperymentów, których rezultaty nie powinny być znane wcześniej niż w połowie 2012 r. Obiecujący wydaje się jednak fakt, że każdy z zespołów prowadzi badania w inny sposób, a ich wyniki są zbieżne. „Ograniczyliśmy najbardziej prawdopodobny region masy bozonu Higgsa do 116–130 GeV i w ciągu ostatnich kilku tygodni zaczęliśmy obserwować intrygującą nadwyżkę przypadków w okolicy masy 125 GeV. Te nadwyżki mogą być fluktuacją, ale może to być też coś bardziej interesującego. Nie możemy sformułować żadnych konkluzji na tym etapie. Potrzebujemy głębszych analiz i więcej danych. Zważywszy na doskonałe działanie LHC w tym roku, nie będziemy musieli czekać długo na wystarczającą ilość danych, by rozwiązać tę zagadkę w roku 2012” — poinformowała w komunikacie rzeczniczka eksperymentu ATLAS Fabiola Gianotti.
„Nie możemy wykluczyć obecności bozonu Higgsa w ramach Modelu Standardowego między 115 i 127 GeV w związku z niewielką nadwyżką przypadków w tym obszarze, która pojawia się spójnie w pięciu niezależnych kanałach. Nadwyżka jest najbardziej zgodna z bozonem Higgsa w ramach Modelu Standardowego w okolicy 124 GeV i poniżej, ale statystycznie nie jest wystarczająco duża, by powiedzieć cokolwiek rozstrzygającego. Na dzień dzisiejszy, to, co obserwujemy, jest zgodne tak z fluktuacją tła, jak z obecnością bozonu. Ulepszone analizy i dodatkowe dane dostarczone w 2012 roku przez tę wspaniałą maszynę udzielą definitywnej odpowiedzi” — zapowiedział z kolei rzecznik eksperymentu CMS Guido Tonelli.
Oficjalne potwierdzenie odkrycia boskiej cząstki nazywane jest w żargonie „wydarzeniem 5‑sigma”. Jak przewiduje profesor Ellis będzie to miało miejsce latem przyszłego roku.