Kolejne tajemnicze cząstki – czy istnieją?

Fot. Pixabay CC0

Bozon Higgsa, ostatnia brakująca cząsteczka Modelu Standardowego, odkryto w 2012 roku podczas zderzania hadronów. Od tego czasu trwają poszukiwania nowych, związanych z nim cząstek, przede wszystkim elektrycznie naładowanych wersji bozonu. Ale czy one na pewno istnieje? Na to pytanie próbują odpowiedzieć naukowcy analizujący dane z zakończonego właśnie w CERN drugiego etapu zderzeń. Najnowsza analiza w tej dziedzinie została przeprowadzona przez międzynarodowy zespół fizyków pracujących w ramach eksperymentu ATLAS. Brali w nim udział m.in. naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie.

Dr Paweł Bruckman (IFJ PAN) wyjaśnia: "Model standardowy jest złożoną strukturą teoretyczną i opisuje wszystkie znane cząstki elementarne z doskonałą dokładnością. Wiemy jednak, że działa on dobrze dla eksperymentalnie dostępnych energii. Przy naprawdę wysokich energiach, prognozy modelu standardowego ulegają rozpadowi, a tym samym potrzeba nowego, szerszego opisu, tak zwanej nowej fizyki".

Neutralny bozon Higgsa potwierdził istnienie mechanizmu niezbędnego dla spójności Modelu Standardowego. Cząstka ta może być jednak tylko częścią większej całości. Wg najpopularniejszych teorii istnieje pięć bozonów Higgsa. Trzy z nich są elektrycznie obojętne, podczas gdy pozostałe dwa są elektrycznie naładowane.

Zespół z krakowskich badaczy skupił się w swoich badaniach na zderzeniach między kwarkami i gluonami. Nie zaobserwowali oni jednak naładowanych bozonów Higgsa, co bardzo silnie ogranicza nowe teorie. „Nadal możliwe jest, że są one ukryte gdzieś w zakresie masy objętym naszą analizą, ale nie jest ona jeszcze wystarczające wrażliwa, by zobaczyć sygnał"- wyjaśnia dr Anna Kaczmarska (IFJ PAN). Wyniki analizy są szczególnie cenne, gdyż pomogą zawęzić modele teoretyczne, które próbują wyjść poza znaną fizykę. W konsekwencji będą one bardziej precyzyjne i być może przyniosą nowe odkrycia.

(KB)