Jump to content
LeX LuTHoR

Cursa pentru “Particula lui Dumnezeu” se înteţeşte

Recommended Posts

Posted

Principalii “rivali” ai Laboratorului European pentru Fizica Particulelor, cercetătorii de la Fermilab, Chicago, susţin că au şanse de până la 96% de a identifica bozonul Higgs înaintea LHC, cu acceleratorul Tevatron. Specialiştii români care lucrează la aceste două experimente explică pentru cotidianul.ro că “lupta” ştiinţifică e benefică pentru ambele tabere.

IPB Image

Oficialii Fermilab , laborator ce găzduieşte acceleratorul de particule Tevatron, susţin că Large Hadron Collider (LHC), construit de CERN (http://public.web.cern.ch/public/) lângă Geneva şi pus în stand-by pierde repede teren în cursa identificării bozonului Higgs, despre care se crede că ar explica de ce materia are masă şi supranumit “Particula lui Dumnezeu”, informează BBC News .

Ţelul suprem al LHC este chiar dibuirea acestui bozon, însă defectarea câtorva dintre magneţii săi în septembrie anul trecut l-ar putea costa pierderea unuia dintre cele mai mari premii din fizică. În aceste condiţii, spun oficialii de la Fermilab, accelaratorul Tevatron din Chicago are acum mult mai multe şanse să atingă acest ţel: 50-50 în cel mai rău caz şi 96% în cel mai bun caz.

Tevatron are motoarele turate la maxim

La lansarea LHC din septembrie, unii oameni de ştiinţă au prezis că “Particula lui Dumnezeu” va fi dezvăluită în vara lui 2009.

O săptămână mai târziu, însă, un accident tehnic a pus în stand-by, pe o perioadă nedeterminată, experimentele acceleratorului de lângă Geneva, care ar putea fi repornit, totuşi, în iunie, de către actorul Tom Hanks, potrivit ultimelor date de la CERN.

Echipa de la Fermilab a profitat de această ocazie, scrie BBC, intensificând experimentele acceleratorului Tevatron şi afirmând că are o foarte bună şansă de a găsi indicii ale bozonului înaintea LHC în următorii doi ani. Directorul Pier Oddone a prezentat ultimele realizări pe care se bazează această afirmaţie la Chicago, cu ocazia întâlnirii anuale a Asociaţiei Americane pentru Progresul Ştiinţei, la care au participat şi oficialii Laboratorului European pentru Fizica Particulelor.

Mircea Penţia, cercetător asociat la CERN, explică pentru cotidianul.ro aceste realizări: “Cei de la Fermilab au reuşit să pună în evidenţă un proces de producere a unui cuarc top individual, pe care l-au separat dintr-un fond extraordinar de mare de particule. De obicei, cuarcii top sunt produşi în perechi. Aflând că LHC-ul le-a mai permis un răgaz ca să lucreze, s-au ambiţionat, au ambalat toate motoarele şi acum le merge excelent acceleratorul. Au intensităţile maxime pe care le pot obţine de la acest accelerator şi au obţinut acest rezultat”.

Această realizare, continuă cercetătorul român, este un pas mare înainte în separarea bozonului Higgs întrucât metodologia de detectare şi măsurare a cuarcului top izolat şi cea care priveşte “Particula lui Dumnezeu” sunt foarte asemănătoare. “Nu s-a mai adus însă nimic în plus teoriei de până acum, dar au făcut un foarte mare pas înainte.”

În plus, Fermilab e de părere că Tevatron a identificat deja în jur de opt coliziuni care ar putea reprezenta indicii ale “Particulei lui Dumnezeu”, însă până ce acestea nu sunt rafinate, ele nu pot fi deosebite de “zgomotul de fond”.

Probabilitate de 90, chiar 96 la sută

“În momentul de faţă, Tevatronul funcţionează foarte bine, mai bine decât a funcţionat vreodată, şi acumulează date într-un ritm constant. În ultimul an şi jumătate, Tevatron a produs jumătate din toate datele din ceea ce numim RunII, care a început în 2002. În acelaşi timp, ambele experimente CDF şi DZero funcţionează foarte eficient. Această performanţă nu a fost obţinută peste noapte şi era de aşteptat ca şi LHC să întâmpine dificultăţi”, explică şi Lucian Ancu, doctorand în fizica particulelor elementare la Universitatea Radboud, Nijmegen, Olanda, şi “vânător” al bozonului Higgs în cadrul experimentului DZero de la Fermilab, pentru cotidianul.ro.

Colegul lui Pier Oddone, dr. Dmitri Denisov, a înaintat şi cifre pentru probabilitatea detectării bozonului în următorii doi ani: “90% dacă se află în domeniul de mase mari, şansele fiind mult mai mari - 96% - dacă masa lui este de peste 170GeV (n.r. - GigaelectronVolt). În acest din urmă caz, am putea identifica indicii ale lui Higgs până la vară”. Cu cât este mai mică masa încă necunoscută a particulei vânate, cu atât va fi mai dificil şi mai îndelungat procesul de detectare a ei.

“Dacă este în domeniul de mase mai mici, înseamnă că energiile de la Fermilab (n.r. - 1 TeV faţă de 7 TeV la CERN) ar fi suficiente pentru a produce bozonul Higgs. Dacă, însă, bozonul are masă mai mare, atunci va fi mult mai greu de obţinut la Fermilab şi va trebui să aşteptăm până când LHC-ul va intra în funcţiune”, mai spune Mircea Penţia. Chiar şi în cazul unei mase foarte mici, şansele ar fi de “50% sau chiar mai mult”, a asigurat însă directorul Fermilab.

LHC rămâne, totuşi, cel mai dotat candidat

“LHC va vedea sigur dacă Higgs există. Dar există posibilitatea ca ei să nu fie primii care să vadă acest fenomen. Oricum, capacitatea LHC-ului în a pune în evidenţă alte fenomene, precum supersimetria, este mult mai mare decât a Tevatronului, deci toată lumea aşteaptă cu interes primele rezultate de la LHC”, spune Lucian Ancu. În plus, completează Mircea Penţia, energia de la Fermilab ar putea fi insuficientă pentru a se putea studia în detaliu toate proprietăţile bozonului.

“Chiar dacă, cumva, acceleratorul Tevatron va descoperi bozonul Higgs la o anumită valoare a masei, va fi nevoie de măsurători precise ale proprietăţilor cuantice ale acestei particule elementare, care sunt prezise a fi cele ale vidului: sarcină electrică zero, spin zero, toate celelalte numere cuantice zero. Cercetătorii de la Tevatron încearcă să obţină cât de mult pot de la datele experimentale colectate cu acesta, dar apoi şi ei se vor transfera la experimentele de la LHC”, explică şi Adrian Buzatu, doctorand în fizica particulelor elementare în cadrul experimentului CDF de la acceleratorul Tevatron.

Adrian Buzatu spune şi el că dacă bozonul Higgs prezis de Modelul Standard există într-adevăr, atunci el va fi sigur descoperit de LHC în câţiva ani de la lansare, în funcţie de masa particulei. În caz contrar, acceleratorul de lângă Geneva poate nega şi existenţa lui.

Concurenţă benefică

Lucian Ancu ţine însă să atragă atenţia că interpretarea că Tevatron profită de eşecul temporar al LHC este exagerată. La rândul lor, Mircea Penţia spune că nu poate fi vorba de o concurenţă neloială, iar Adrian Buzatu vorbeşte de o “competiţie sănătoasă şi prietenească”.

“Întâmplarea face ca dr. Denis Denisov, citat în articolul BBC, să fie unul dintre cei doi purtători de cuvânt ai experimentului DZero la care lucrez. Interpretarea că Tevatron profită de eşecul temporar al LHC e una exagerată. Bineînţeles că noi cei de la Fermilab aruncăm o privire şi la ceea ce se întâmplă la LHC”, explică Lucian Ancu, care subliniază că este vorba de opiniile lui personale şi nu de o afirmaţie oficială din cadrul experimentului DZero.

“În ultimii ani s-a luat decizia extinderii programului Tevatron. În momentul de faţă, este aproape sigur că Tevatronul va rula în 2010 şi e posibil să ruleze şi în 2011. Aceste decizii au în spate şi LHC-ul. Atât CERN, cât şi Fermilab ştiu că de la punerea în funcţiune a LHC-ului până la o eventuală anunţare a descoperirii bozonului Higgs la LHC durata este de cel puţin doi ani, în care trebuie acumulate datele experimentale, înţelese şi analizate”, mai spune doctorandul român.

Limite între 114 şi 180 GeV

Siguranţa descoperirii unei noi particule în ştiinţă se măsoară, pe cale statistică, în aşa-numitele “intervale de încredere”, aprofundează Adrian Buzatu. Dacă există două intervale de încredere, “atunci putem spune că vedem un efect, dar că nu suntem siguri, că trebuie investigat. Probabilitatea să ne înşelăm este de 5%”.

În acest prim caz, dacă Tevatron nu se va defecta şi va funcţiona în condiţii optime pentru încă unu-doi ani, continuă doctorandul, şi “dacă ne mulţumim să numim «descoperire» doar afirmaţii la două intervale de încredere”, atunci acceleratorul de la Chicago are o şansă de 70-80% la valori mici ale masei şi de 100% la valori mari. Deja Tevatronul a exclus valoarea mare de 170 GeV”.

În cazul a trei intervale de încredere, se poate spune că există indicaţii puternice (“evidence for”), posibilitatea ca cercetătorii să se înşele fiind de 0,3%. Atunci, “şansa este doar 1 din 3 la valori mici ale masei. Iar dacă nu se va reuşi implementarea tuturor îmbunătăţirilor la analiza datelor, pe măsură ce tot mai mulţi cercetători se vor muta la experimentele de la LHC, atunci Tevatronul ar avea doar 1 din 5 (n.r. - la cinci intervale de încredere, atunci când şansa ca oamenii de ştiinţă să se înşele este sub o milionime). Pentru «cinci intervale de încredere», şansele sunt aşa de mici, încât nici măcar nu s-au făcut publice grafice”.

“Limita de jos este de 114.4 GeV, de la acceleratorul ce a existat la CERN înainte de LHC, pe nume LEP. Este o limită obţinută prin căutare directă. Există şi o limită superioară, obţinută în mod indirect, care este de cam 180 GeV. Valorile masei de la 115 la 135 GeV se numesc valori mici, iar aici sunt alte indicii care sugerează că s-ar afla bozonul Higgs.”

“Aici analiza este cea mai dificilă, pentru că bozonul Higgs se descompune în doi cuarci bottom, iar acceleratorul produce cuarci de miliar, mult mai numeroşi. Este dificil să fie extas semnalul dintr-un zgomot de fond aşa de numeros. Pe de altă parte, la mase mari, între 135 GeV şi 180 GeV, bozonul Higgs se descompune în doi bozoni W, iar aceştia sunt mai uşor de identificat”, mai spune Adrian Buzatu.

sursa : infoportal

Guest stefteo21
Posted

:o Stai numai putin sa aduc Dex-ul sa inteleg in mare ce scrie aici :D

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...