Бозон Хиггса - Поиск

Сегодня (13.12.2011) в CERNе, две большие, исследовательские, группы: ATLAS и CMS, опубликовали результаты поиска бозона Хиггса (здесь).

Все было как положено: за пару недель до официального заявления появилось множество слухов о возможном открытии. Сегодня собрали большой зал и с научной педантичностью, два часа, показывали графики, схемы, уравнения... Смотреть в прямом эфире, конечно, было не возможно, поскольку как и в ТА университете, так и по всему миру собрали аудитории и подключились к прямой трансляции через Интернет который конечно в ответ на все это внимания, жутко тормозил. Пришлось дождаться опубликования результатов в письменном формате. 

Так вот, заявление об историческом открытии не было. Не входя в подробности и статистику можно заключить, что сигнал увидели; но перед тем как будет возможно записать новую частицу в список существующих, надо убедится, что увиденный сигнал указывает исключительно на нее, а ни на что другое. Сжато и информативно можно прочитать здесь.

Постараюсь привести пример. Мы ставим опыт, в котором Даша, от руки, рисует прямую линию, а Вовочка, может один раз, толкнуть ее. Нарисованную линию мы передаем Марье Ивановне, которая должна определить, мешал Вовочка Даше или нет. Линия, нарисованная от руки, не будит идеально (тем более, забыл сказать, что у Даши вторая стадия Паркинсона) по этому для определения толчка нужно чтоб отклонения в линии было достаточно большим на фоне не ровности самой линии. Для такого рода решений, Марье Ивановне лучше всего посчитать «стандартное отклонение», обозначим с помощью Sigma, и таким образом она сможет сказать, мешал Вовочка или нет. Если отклонение линии дает 1Sigma, это значит, что шанс что такое отклонение получилось само по себе, бес толчка, ровно 31%, 2Sigma – 4.5%, 4Sigma – 0.006%. В физики частиц принято, что лишь получив отклонение в 5Sigma, ты вправе заявить об открытии. Отклонение в 5Sigma, оставляет лишь 0.000057% на то, что отклонение случайное!

Сигнал который увидели в CERNе, отклоняется от «линии» на 3.6Sigma (приблизительно 0.016% что это ошибка, всего!) а если уже совсем аккуратно считать, то на 2.5Sigma (1% что это ошибка). Поскольку пока не удалось получить 5Sigma, заявить об открытии в CERNе не могли. В заключение было сказано, что теперь мы гораздо больше знаем о месте нахождения Хиггса (масса около 126GeV) и за следующий год будет собранно достаточно статистики чтоб окончательно указать на существование (или отсутствие) бозона Хиггса.

Про саму частицу Хиггса - совсем вкратце, что же это за штука. В современной физике есть определенное количество уравнений, описывающие элементарные законы природы. Эти уравнение называются Стандартной Моделью. Не вдаваясь в подробности (я и так здесь слишком много цифр написал) эти уравнения невозможно написать так чтоб они описывали частицы имеющие массу. Поскольку в мире есть масса, нужно было придумать механизм, который самостоятельно, даст частицам массу, механизм Андерсона-Хиггса. Другими словами, мы начнем с уравнений без массовых частиц и масса появится «сама по себе», в результате динамики системы (уравнений). Данный механизм предсказывает (нуждается) в частице, которая и занимается тем, что приписывает всем остальным массу – бозон Хиггса. Найдя эту частицу, мы убедимся в том, что наши уравнения действительно правильные и что масса появляется именно по механизму Андерсона-Хиггса. 

Замечу, что есть и альтернативные механизмы, что делает это открытие еще более интересным, поскольку различные механизмы указывают на различные направления дальнейших исследований.