Med "nypressade" tomter från de senaste data som samlats in av två partikelfysikförsök, sade team av forskare från Large Hadron Collider vid CERN, European Center for Nuclear Research, tisdag att de hade registrerat "främmande antydningar" om den svårfångade subatomära partikeln som är känd som Higgs Boson, men kan inte definitivt säga att det finns ... ännu. De förutspår emellertid att kollidercyklarna från 2012 bör ta med tillräckligt med data för att bestämma.
"Det faktum att vi kan visa resultaten från mycket sofistikerad analys bara en månad efter att den sista datan som vi använde har registrerats är mycket lugnande," säger Dr. Greg Landsberg, fysikkoordinator för Compact Muon Solenoid (CMS) detektor på LHC berättade för Space Magazine. ”Det säger hur snabb väntetiden är. Detta är verkligen aldrig tidigare skådat i partikelfysikens historia, med så stora och komplexa experiment som producerar så mycket data, och det är väldigt spännande. "
För närvarande är den huvudsakliga slutsatsen från över 6000 forskare på de kombinerade team från CMS och ATLAS-partikeldetektorerna att de kunde begränsa massområdet för Standard Model Higgs boson - om den finns - att ligga i intervallet 116- 130 GeV av ATLAS-experimentet och 115-127 GeV av CMS.
Standardmodellen är teorin som förklarar interaktioner mellan subatomära partiklar - som beskriver vanligt ämne som universum är tillverkat av - och som helhet fungerar mycket bra. Men det förklarar inte varför vissa partiklar har massa och andra inte, och det beskriver inte heller 96% av universum som är osynliga.
1964 föreslog fysiker Peter Higgs och kollegor förekomsten av ett mystiskt energifält som interagerar med vissa subatomära partiklar mer än andra, vilket resulterar i varierande värden för partikelmassa. Det fältet kallas Higgs-fältet, och Higgs Boson är den minsta partikeln i Higgs-fältet. Men Higgs Boson har inte upptäckts ännu, och en av de främsta anledningarna till att LHC byggdes var att försöka hitta den.
För att leta efter dessa små partiklar krossar LHC-protoner med hög energi tillsammans och omvandlar lite energi till massa. Detta producerar en spray av partiklar som plockas upp av detektorerna. Upptäckten av Higgs förlitar sig dock på att observera de partiklar som dessa protoner förfaller till snarare än Higgs själv. Om de existerar är de mycket kortlivade och kan förfalla på många olika sätt. Problemet är att många andra processer också kan ge samma resultat.
Hur kan forskare säga skillnaden? Ett kort svar är att om de kan ta reda på alla andra saker som kan producera en Higgs-liknande signal och den typiska frekvensen som de kommer att inträffa på, så om de ser fler av dessa signaler än nuvarande teorier antyder, så ger dem en plats att leta efter Higgs.
Experimenten har sett överskott i liknande intervall. Och som CERNs pressmeddelande konstaterade: ”Tagen individuellt är inget av dessa överskott mer statistiskt betydelsefullt än att rulla en dyna och komma med två sexor i rad. Det som är intressant är att det finns flera oberoende mätningar som pekar på regionen 124 till 126 GeV. ”
"Detta är väldigt lovande," sade Landsberg, som också är professor vid Brown University. ”Detta visar att båda experimenten förstår vad som händer med deras detektorer mycket, mycket bra. Båda kalibreringarna såg överskott vid låga massor. Men tyvärr är arten av vår process statistisk och statistik är känd för att spela roliga trick en gång i taget. Så vi vet inte riktigt - vi har inte tillräckligt med bevis för att veta - om det vi såg är en glimt av Higgs Boson eller dessa bara är statistiska fluktuationer i Standand Model-processen som härmar samma typ av underskrifter som skulle komma om Higgs Boson produceras. ”
Landsberg sa att det enda sättet att hantera statistik är att få mer data, och forskarna måste öka storleken på dataproverna avsevärt för att definitivt besvara frågan om Higgs Boson finns i massan 125 GeV eller någon massa intervall som ännu inte har uteslutits.
Den goda nyheten är att massor av data kommer under 2012.
"Vi hoppas att fyrdubbla dataprovet som samlats in i år," sade Landsberg. ”Och det borde ge oss tillräckligt med statistiskt förtroende för att väsentligt lösa detta pussel och berätta för världen om vi såg de första glimtarna från Higgs Boson. Som teamet visade idag kommer vi att fortsätta öka tills vi når en nivå av statistisk betydelse som anses vara tillräcklig för upptäckt inom vårt område. "
Landsberg sa att inom detta lilla område finns det inte mycket utrymme för Higgs att gömma sig. ”Det här är väldigt spännande och det säger att vi nästan är där. Vi har tillräckligt med känslighet och vackra detektorer; vi behöver bara lite mer tid och lite mer data. Jag är mycket hoppfull att vi ska kunna säga något definitivt vid någon gång nästa år. ”
Så spänningen bygger och 2012 kan bli Higgs-året.
Mer information: CERNs pressmeddelande, ArsTechnica
