Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Ve středu 4. července 2012 proběhl v CERN seminář „Současný stav pátrání po Higgsově bosonu na LHC“. Na tomto semináři oznámili představitelé dvou experimentů na velkém urychlovači hadronů LHC, ATLAS a CMS, nezávisle objev nové částice – bosonu o hmotnosti zhruba 126 GeV/c². Na široké mezinárodní spolupráci experimentu ATLAS se podílejí i fyzikové a technici z Fyzikálního ústavu AV ČR a dalších institucí z ČR. Objevená částice by podle zatím pozorovaných vlastností mohla být dlouho hledaným a téměř legendárním chybějícím článkem současného standardního modelu fyziky částic, Higgsovým bosonem.

Standardní model úspěšně popisuje fundamentální částice dostupné současnému pozorování a tři ze čtyř základních sil přírody, které mezi nimi působí – silnou, slabou a elektromagnetickou interakci. Prototyp částice, kterou dnes nazýváme Higgsovým bosonem, postuloval v roce 1964 britský fyzik Peter Higgs. Ve standardním modelu představuje tato částice součást mechanismu, který zajišťuje jeho konzistenci a umožňuje zahrnout vnitřně nerozporným způsobem nenulové klidové hmotnosti vektorových bosonů slabých interakcí W a Z, stejně jako nabitých leptonů a kvarků. Potvrzením existence Higgsova bosonu by se standardní model završil.

Událost zaznamenaná detektorem ATLAS v roce 2012: může se jednat o rozpad Higgsova bosonu na 4 miony. (© CERN)

Jednoznačný závěr, zda objevená částice je či není Higgsovým bosonem standardního modelu, zatím ovšem není možný. Na to, abychom mohli říci, zda má či nemá vlastnosti přesně předpovídané touto teorií, je třeba analyzovat více dat. Cílem experimentů v CERN je dosáhnout potřebné statistiky do konce roku 2012, před plánovanou technickou odstávkou urychlovače na více než jeden rok. Pokud analýza dat ukáže, že objevená částice skutečně je Higgsovým bosonem, bude to znamenat významnou událost v historii fyziky.

Ani opačný závěr však nebude pohromou – možná by dokonce šlo o ještě zajímavější situaci. Znamenalo by to, že svět kolem nás prostě funguje trochu jinak a příroda si se standardním modelem a hmotností částic poradila jiným způsobem. Teoretičtí i experimentální fyzikové by stáli před novou výzvou – zjistit jak.

Profesor Peter Higgs se semináře osobně zúčastnil a po oznámení objevu byl středem značné pozornosti. (© CERN)

Tisková zpráva CERN (anglicky) obsahující další odkazy k tématu.