Descoperire importantă despre comportamentul "particulei lui Dumnezeu"

Analiza datelor adunate după experimentele derulate în cadrul celui mai mare accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC) — din cadrul CERN — răspunde unor întrebări cu privire la modul în care se comportă această particulă.

Existența bosonului lui Higgs a fost teoretizată în anii '60 drept o particulă subatomică cu proprietatea de a conferi masă tuturor celorlalte particule. Mai simplu spus, dacă bosonul lui Higgs nu ar fi existat, nu ar fi putut exista nici materie în forma pe care o cunoaște știința în prezent.

Timp de zeci de ani această idee a fost explorată teoretic, până la 4 iulie 2012, când două echipe concurente din cadrul CERN au anunțat că au descoperit, independent una față de cealaltă, o particulă care ar putea fi bosonul lui Higgs. Evident că, după anunțarea acestei descoperiri, a fost nevoie de noi teste și experimente care să o confirme și să verifice modul în care această particulă poate fi inclusă în Modelul Standard din fizică, cadrul conceptual care explică originile și caracteristicile materiei ordinare din Univers.

Într-un studiu publicat în ultimul număr al revistei Nature Physics, una dintre echipele de fizicieni care lucrează cu acceleratorul de particule LHC susține că acest boson se comportă așa cum oamenii de știință au preconizat, și nu este "un impostor" care seamănă doar cu așa-numita "particulă a lui Dumnezeu".

Analiza unui volum impresionant de date rezultat din înregistrarea coliziunilor dintre protoni la viteze apropiate de cea a luminii, în cadrul LHC, demonstrează că acest boson se descompune, exact cum prevede modelul teoretic, într-un grup de subparticule denumite fermioni, fenomen care corespunde Modelului Standard din fizică. Clasa fermionilor include particule de materie precum ar fi quarcii (care formează protonii) și leptonii (categorie din care fac parte electronii).

"Este o descoperire extraordinar de importantă", susține prof. Markus Klute, de la Institutul Tehnologic din Massachusetts (MIT), coordonatorul echipei care a desfășurat acest experiment. "Acum știm că anumite particule, așa cum sunt electronii, ajung să aibă masă în urma cuplării la un câmp Higgs", a mai adăugat el.

Descoperirea bosonului lui Higgs nu ar fi fost posibilă fără construcția LHC — un tunel circular de 27 de kilometri, din apropiere de Geneva — cel mai mare laborator din lume.

O veritabilă armată de fizicieni din toate colțurile lumii examinează rezultatele a miliarde de ciocniri între protoni, în căutarea acestei efemere particule. Inițial, masa bosonului lui Higgs a fost plasată în intervalul 125 — 126 gigaelectronvolți (GeV), o unitate de măsură standard în fizica particulelor subatomice.

Analizele ulterioare ale datelor adunate în cursul acestor experimente au indicat că acest boson nu are spin și se descompune foarte rapid în perechi de fotoni și așa-numiți bosoni W și Z.

"Am putut identifica acum principala caracteristică a acestei noi particule și toate datele sunt conforme cu Modelul Standard din fizică", susține Markus Klute de la MIT.

În prezent, cel mai mare accelerator de particule din lume este oprit pentru lucrări de modernizare, dar fizicienii examinează încă uriașul volum de date obținut în urma experimentelor care s-au încheiat.

LHC va fi repornit în cursul anului viitor, în cadrul unui program de trei ani ce își propune să explice anumite fenomene teoretice cum ar fi cel al super-simetriei particulelor, program ce are drept obiectiv explicarea naturii materiei întunecate. Materia întunecată nu emite și nici nu absoarbe lumina sau radiațiile electromagnetice sau de altă natură, de unde și numele său, și deci nu poate fi observată direct, prin telescoape. Se estimează că materia întunecată constituie 83% din materia din Univers și 23% din masa-energia sa. Existența ei încă nu a putut fi dovedită pe cale experimentală.

Bosonul lui Higgs poartă numele fizicianului britanic Peter Higgs, co-laureat al premiului Nobel pentru Fizică de anul trecut, alături de belgianul Francois Englert.