بیست و دوم اوت 2011 -- به‌گزارش فیزیکدان‌ها‌ئی که در روز آغازین هم‌آیش 2011 لپتون و وفوتون در بمبئی هندوستان سخنرانی کردند سرنخ‌هائی که از حضور هیگز در برخورددهنده ی بزرگ هادرونی (LHC) پیدا شده است آن قدر‌ها هم هیجان‌انگیز نیستند. در نشست ماه گذشته‌ی انجمن فیزیک اروپا درگرونوبل گزارش «رخ‌دادهای اضافی» در داده‌های آزمایش‌های اطلس و سی ام اس که می‌توانست با واپاشی‌ی ذره‌ی هیگز با جرم کم حدود 144 گیگاالکترون‌ولت سازگار باشد سروصدای زیادی برپا کرد 

اینک پژوهشگران مجموعه‌ی داده‌های خود را دوبرابر کرده‌اند و هنوز هم «رخ‌دادهای اضافی» در آن ناحیه‌ی متناظر با جرم کم مشاهده می‌کنند اما اهمیت آماری‌ی این رخ‌دادها کم‌تر شده است (بین 2 تا 5_/2 انحراف معیار در مقایسه با مقدار قبلی‌ی 8_/2 انحراف معیار). اگر این افزونی واقعی و نشانه‌ئی از حضور ذره‌ئی جدید باشد انتظار می‌رود که اهمیت آماری‌ی آن با افزایش داده‌ها و تحلیل شمار بیشتر برخوردهای پروتون با پروتون بیشتر شود نه کم‌تر.

ویوک شارما که نتایج آزمایش سی‌ام‌اس را ارائه کرد به فیزیکس ورلد دات‌کام گفت: "این که داده‌ها‌ئی را وارد کار می‌کنیم که تا دو هفته پیش گرد آورده‌ایم هم جالب است و هم ترس‌آور. مطمئن نیستیم که فزونی‌ی رخ دادها افت‌وخیز آماری‌ست زیرا هنوز سر جایش هست اما اوضاع با اضافه‌کردن رخ داد هائی که طی‌ی دو ماه آینده گرد آورده می‌شود روشن‌تر خواهد شد."

سخن‌گوی آزمایش سی‌ام‌اس گوییدو تُونلّی هشدار می‌دهد که سیگنال واقعی‌ی ذره‌ی هیگز ممکن است علی‌رغم افزایش داده ها ضعیف‌تر شود: "برخی در باره‌ی فزونی‌ی رخ‌داد‌هائی که در گرونوبل گزارش شد بیش از حد هیجان‌زده شدند و درنتیجه ممکن است که در نگاه اول تصویر فعلی از داده ها یأس‌آور بنماید. اما هنوز زود است. اکنون به دوره‌ئی تاریخی در فیزیک ذرات رسیده‌ایم و پیش از هر نوع نتیجه گیری باید به اطمینان قطعی برسیم."

آرامش را حفظ کنید و کار را ادامه دهید

ریچارد هاؤکینگز که معاون هماهنگ‌کننده‌ی آزمایش اطلس است می‌گوید که علاوه بر داده‌های بیشتر نتایج اخیر حاصل روش‌های بهتری در تحلیل داده‌ها نیز هستند: "با گذشت زمان توان ما بر کنترل تابش زمینه افزایش یافته که به‌معنی‌ی افزایش دقت ماست. هنوز امکان پنهان‌شدنِ هیگز در نواحی متناظر با جرم های کم‌تر وجود دارد. برای نتیجه‌گیری به داده‌های بیشتری نیاز داریم."

کشف بوزون هیگز «مدل استاندارد ذرات بنیادی» را کامل خواهد کرد و توضیح خواهد داد چه‌گونه تقارن الکتروضعیف در کسری از ثانیه‌ی پس از مه بانگ شکسته شده است و در نتیجه بعضی ذرات بنیادی جرم پیدا کرده اند. پیدانکردن هیگز یا ذره‌ی مشابه دیگری حفره‌ی بزرگی در درک فیزیکدان‌ها از اجزای بنیادی‌ی تشکیل‌دهنده‌ی طبیعت بر جای خواهد گذاشت.

رئیس ارتباطات سرن به فیزیکس‌ورلد گفته است که : "برخی شروع کرده‌اند به این بیاندیشند که اگر ذره‌ی هیگز وجود نداشته باشد چه باید کرد؟ کار ما فعلاً این است که آرامش خود را حفظ کنیم و به بقیه بفهمانیم که پیدا‌نشدن هیگز خود کشفی بزرگ است."

محدودکردن گستره

سوای چند پنجره‌ی باریک در ناحیه‌های متناظر با جرم‌های میانی نتایج ال اچ سی تا کنون امکان وجود ذره ی هیگز با جرمی بین 145 تا 466 گیگاالکترون‌ولت را تقریباً منتفی کرده است و در گستره‌ی بین 110 تا 600 گیگاالکترون ولت هم رخ دادهای اضافی‌ی قابل‌توجهی مشاهده نشده است. جست‌وجو در برخورددهنده‌ی بزرگ الکترون و پوزیترون (لپ)، یعنی برخورددهنده‌ی پیشین سرن که جایش را به ال اچ سی داده است، وجود ذره‌ی هیگز با جرم بیش از 114 گیگا‌الکترون‌ولت را امکان‌ناپذیر کرده است ضمن این‌که برازش‌ها‌ی دقیقی که برای تعیین پارامترهای الکتروضعیف مدل استاندارد وجود دارد با ذره ‌ هیگز سنگین تراز 180 گیگا‌الکترون‌ولت سازگار نیست.

در این بین آخرین نتایجی که از برخورددهنده‌ی تواترون در فرمی‌لب در باتاویا درنزدیکی‌ی شیکاگو به دست آمده است و در هم‌آیش بمبئی نیز ارائه شدند امکان ِ وجود ِ هیگز در گستره‌های 100 تا 109 و 156 تا 177 گیگاالکترون‌ولت را رد می‌کند. تواترون قرار است در آخر ماه سپتامبر برای همیشه تعطیل شود.

الئاندرو نیساتی که نتایج آزمایش اطلس را ارائه کرد می‌گوید که گستره‌های جست‌و‌جوی هیگز محدودتر می‌شود و این موضوع برای من که بسیار به شکار هیگز علاقه‌مندم بسیار هیجان‌انگیز است.

ال‌اچ‌سی با سرعتی بیش از توان تحلیل پژوهشگران داده تولید می‌کند در نتیجه فیزیکدان‌ها تصمیم گرفتند که تا پایان داده گیری‌ها‌ی امسال رسماً داده های سی‌ام‌اس و اطلس را با هم ترکیب نکنند . طبق برنامه‌ی ال‌اچ‌سی برخوردهای پروتون با پروتون در اوایل نوامبر متوقف خواهد شد و به مدت یک ماه و تا پیش از تعطیلی‌ی موقت ال‌اچ‌سی تا اوایل سال 2012 برخوردهای یون‌های سنگین بررسی خواهند شد.

شارما می‌گوید : "در مقام رئیس گروه هیگز در سی‌ام‌اس نمی‌توانم در این باره که ذره‌ی هیگز وجود دارد یا ندارد عقاید جزمی داشته باشم اما شخصاً فرضیه‌ی هیگز را دوست ندارم و اگر ذره‌ی هیگز پیدا نشود خیلی هم خوشحال خواهم شد."

نظریه‌پرداز سرن جان الیس می‌گوید که هنوز بازی تمام نشده است. او که روی مبل راحتی‌ی اتاق همگانی‌ی بخش نظری‌ی سرن نشسته بود گفت: " ناحیه‌ئی که فعلا از هجوم ال‌اچ‌سی در امان مانده است بر اساس برازش‌های پیشین به پارامترهای الکتروضعیف مناسب ترین گستره برای ذره‌ی هیگز است. با بیست‌هزارمیلیارد برخوردی که آزمایش‌های سی‌ام‌اس و اطلس ثبت کرده‌اند با 95 درصد اطمینان می‌توان گفت بوزون هیگز در گستره‌ی 130 تا 600 گیگاالکترون‌ولت وجود ندارد که نیاز به فیزیک جدید در بخش شکست تقارن نظریه‌ی الکتروضعیف را نشان می‌دهد."

در باره‌ی نویسنده: متیو چالمرز نویسنده‌ی مطالب علمی در انگلستان است و گزارش خود را از سرن نوشته است.

منبع:

Hunt for the Higgs enters endgame

physicsworld.com (Aug 22, 2011)

http://physicsworld.com/cws/article/news/46935

هم‌چنین نگاه کنید به:

Higgs signal sinks from view

Via NatureNews - Physics - nature.com science feeds on 8/22/11

http://www.nature.com/news/2011/110822/
full/news.2011.495.html?s=news_rss