Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Бозон Хіггса



План:


Введення

Моделювання, що показує появу бозона Хіггса.

Бозон Хіггса, або Хіггсовскій бозон - теоретично передбачена елементарна частинка, елементарний бозон, квант поля Хіггса, з необхідністю виникає в Стандартної моделі внаслідок хіггсовского механізму спонтанного порушення електрослабкої симетрії. За побудовою, хіггсовскій бозон є скалярной часткою, тобто володіє нульовим спіном. Висунуто Пітером Хігсом в його фундаментальних статтях, що вийшли в 1964 [1]. В рамках Стандартної моделі відповідає за масу елементарних частинок.

У теорії, при мінімальній реалізації хіггсовского механізму повинен виникати один нейтральний хіггсовскій бозон (в наукових роботах така частинка називається SM Higgs); в розширених моделях спонтанного порушення симетрії може виникнути декілька хіггсовскіх бозонів різної маси, у тому числі і заряджені.

Втім, існують моделі, які не потребують введення бозона Хіггса для пояснення мас спостережуваних часток Стандартної моделі, так звані бесхіггсовскіе моделі. Негативний результат пошуків бозона Хіггса послужив би непрямим аргументом на користь подібних моделей.


1. Експерименти з пошуку й оцінки маси хіггсовского бозона

Пошуки хіггсовского бозона в Європейському центрі ядерних досліджень на Великому електрон-позитронного коллайдера (LEP) (експеримент завершений в 2001, енергія 104 Г еВ на кожен пучок, тобто сумарна енергія пучків в системі центру мас 208 ГеВ) не увінчалися успіхом: було зафіксовано три події-кандидата на детекторі ALEPH при масі 114 ГеВ, два - на DELPHI і одне - на L3. Така кількість подій приблизно відповідало очікуваному рівню фону. Передбачається, що питання про існування бозона Хіггса проясниться остаточно після вступу в дію і декількох років роботи Великого адронного коллайдера (LHC).

У 2004 році була проведена повторна обробка даних експерименту D0 за визначенням маси t-кварка, що проводився на синхротроні Теватрон в Національної прискорювальної лабораторії ім.Енріко Фермі, в ході цієї обробки була отримана уточнена оцінка маси, що призвело до переоцінки верхньої межі маси бозона Хіггса до 251 Г еВ. [2]

У 2010 році в ході експериментів на Теватроні дослідницькою групою DZero було виявлено 1-відсоткове відхилення результатів від теоретично передбачених стандартною моделлю [3]. Незабаром було оголошено про те, що причиною розходження могло стати існування не одного, а п'яти бозонів Хіггса - в рамках теорії суперсиметрії можуть існувати заряджені позитивно і негативно, скалярні (легкий і важкий) і псевдоскалярних бозони [4]. Очікується, що підтвердити або спростувати дану гіпотезу допоможуть експерименти на Великому адронному колайдері.

У липні 2011 року колаборації ATLAS і CMS виявили відхилення статистики в районі маси 130-150 ГеВ в результатах, представлених на конференції EPS-HEP'2011 в Греноблі, що можливо вказує на існування бозона Хіггса [5]. Проте дані з Великого адронного коллайдера продовжують надходити, і подальша обробка, можливо, нівелює отримані відхилення. Між тим, на тій же конференції був закритий (з 3-відсотковим відхиленням) діапазон від 150 ГеВ до 400 ГеВ (за винятком невеликих вікон), де бозон Хіггса існувати не може [6] [7].

У листопаді 2011 року колаборації ATLAS і CMS звузили інтервал мас можливого існування бозона до 114-141 ГеВ [8]. Інтервал від 141 до 443 ГеВ був виключений з імовірністю 99% за винятком трьох вузьких вікон між 220 і 320 ГеВ [9].

13 грудня 2011 колаборації ATLAS і CMS представили попередні результати обробки даних 2011 року, основний висновок полягає в тому, що бозон Хіггса Стандартної моделі, якщо він існує, швидше за все, має масу в інтервалі 116-130 ГеВ за даними експерименту ATLAS, і 115-127 ГеВ - за даними CMS . Обидва експерименту спостерігають перевищення сигналу над фоном в цих інтервалах в різних передбачуваних каналах розпаду бозона Хіггса. Цікаво те, що кілька незалежних вимірювань вказують на область від 124 до 126 ГеВ [10]. Поки дуже рано говорити про те, що ATLAS і CMS відкрили бозон Хіггса, але ці оновлені результати викликають великий інтерес в співтоваристві фізики елементарних частинок. Тим не менш, для остаточних тверджень про існування або неіснування бозона Хіггса потрібно більший обсяг даних, який очікується в 2012 році. [11] [12]


2. Бозон Хіггса в масовій свідомості

Бозон Хіггса - остання до цього часу не знайдена частинка Стандартної моделі. Частка Хіггса так важлива, що в заголовку книги нобелівського лауреата Леона Ледермана книзі (англ.) вона названа "god particle" (частка бога або частка-бог) [13], а сам Ледерман спочатку пропонував варіант "клята частка" ( англ. goddamn particle ), Відкинутий редактором. Це іронічне назва широко вживається засобами масової інформації [14]. Вчені ж недолюблюють його, деякі з них вважають більш вдалим назву "бозон-пляшка шампанського" ( англ. The champagne bottle boson ) [15].

Неможливість відкрити цей бозон може скомпрометувати поточну реалізацію Стандартної моделі, проте в фізиці елементарних частинок вже розроблені її розширення ( бесхіггсовскіе моделі).


Примітки

  1. PW Higgs Broken symmetries, massless particlees and gauge fields - www.sciencedirect.com/science/article/pii/0031916364911369 (Англ.) / / Phys. Lett.. - 1964. - Vol. 12. - P. 132-133. - DOI : 10.1016/0031-9163 (64) 91136-9 - dx.doi.org/10.1016/0031-9163 (64) 91136-9
    PW Higgs Broken Symmetries AND The Masses Of Gauge Bosons - prl.aps.org/abstract/PRL/v13/i16/p508_1 (Англ.) / / Phys.Rev.Lett.. - 1964. - Vol. 13. - P. 508-509. - DOI : 10.1103/PhysRevLett.13.508 - dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.13.508
  2. D0 Collaboration (VM Abazov et al.). A precision measurement of the mass of the top quark / / Nature. - 2004. - Т. 429. - P. 638. - arΧiv : hep-ex/0406031 - arxiv.org/abs/hep-ex/0406031 arΧiv : hep-ex/0406031 - arxiv.org/abs/hep-ex/0406031
  3. Безцінне розбіжність: Чудовий відсоток - www.popmech.ru/article/7154-bestsennoe-rashozhdenie/ / / Журнал "Популярна механіка"
  4. П'ять бозонів Хіггса: Хто більше? - www.popmech.ru/article/7265-pyat-bozonov-higgsa/ / / Журнал "Популярна механіка"
  5. Надлишкові події натякнули на бозон Хіггса, Membrana.ru. - www.membrana.ru/particle/16483
  6. Combined SM Higgs search, ATLAS Detector, LHC. - indico.in2p3.fr/contributionDisplay.py? contribId = 299 & confId = 5116
  7. Combined Results on SM Higgs Search With The CMS Detector. - indico.in2p3.fr/contributionDisplay.py? contribId = 189 & confId = 5116
  8. Geoff Brumfiel. Higgs hunt enters endgame - www.nature.com/news/higgs-hunt-enters-endgame-1.9399 (Англ.) , Nature News (18 November 2011).
  9. The ATLAS collaboration. Combined Standard Model Higgs boson searches with up to 2.3 fb-1 of pp collisions at sqrt {s} = 7 TeV at the LHC - cdsweb.cern.ch/record/1399599? ln = en
  10. Теоретики обговорюють останні дані LHC по хіггсовскому бозону \ \ "Елементи", 27.12.11 - elementy.ru / LHC / news? theme = 2653111 & newsid = 431730
  11. CERN Press Release - press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR25.11E.html
  12. Пошуки бозона Хіггса стандартної моделі в експерименті CMS на Великому адронному колайдері в 2010 - 2011 роках, Прес-реліз, CMS CERN, 13.12.2011.
  13. Мітіо Каку. Фізика неможливого. - Альпіна нон-фікшн, 2010. - С. 381. - 456 с. - ISBN 978-5-91671-057-1.
  14. "Частка Бога" не відкриє таємницю американцям - grani.ru/Society/Science/m.37640.html
  15. Higgs particle - www.lhc-closer.es/php/index.php?i=1&s=6&p=5&e=0 / / LHC

Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Бозон
Бозон
X-бозон
Y-бозон
Калібрувальний бозон
Бозон зірка
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru