Адронный коллайдер

[instml]

Бозон Хиггса: физики ЦЕРНа нашли новую частицу или новую физику

МОСКВА, 3 июл - РИА Новости. Меньше суток осталось до, возможно, самого ожидаемого научного события 2012 года - физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) утром в среду поставят точку в полувековых поисках бозона Хиггса, сообщив о новых результатах, полученных на Большом адронном коллайдере. Пока, правда, не ясно, не придется ли "дорисовывать" эту точку до большого вопросительного знака.

Источник в ЦЕРНе подтвердил РИА Новости, что оба детектора, ATLAS и CMS, "видят" новую частицу с массой 125-126 гигаэлектронвольт с достоверностью около пяти сигма, что соответствует уровню открытия.

"Однако является ли эта частица бозоном Хиггса, мы пока сказать не можем, для этого нужно измерить ее спин (собственный момент импульса - ред.). В самом интересном канале, распада бозона на два Z-бозона, мы видим только восемь событий, и этого слишком мало, чтобы измерить спин. Если спин будет равен 0, это Хиггс Стандартной модели. Единица исключена другими экспериментами, а если спин будет равен двум, то тогда это будет какая-то экзотическая частица, и это интереснее, чем Хиггс", - сказал собеседник агентства.

Он также подчеркнул, что до последнего момента, собственно начала семинара, могут появиться новые результаты, в том числе и по спину.

Полвека в пути

Бозон Хиггса - последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели. Это гипотетическая частица отвечает за массы всех других элементарных частиц. Так называемый хиггсовский механизм, который объясняет происхождение массы, был предложен в 1962 году американским физиком Филиппом Андерсоном, а двумя годами позже детально проработан тремя независимыми группами ученых - Франсуа Англером и Робертом Браутом, Питером Хиггсом, а также Джеральдом Гуральником, Карлом Хагеном и Томом Кибблом.

Почти два десятилетия назад физик Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, нобелевский лауреат Леон Ледерман в своей книге в шутку назвал бозон Хиггса "частицей Бога", и это название, ко всеобщему неудовольствию физиков, намертво приклеилось к "неуловимому" бозону в заметках и сюжетах СМИ.

Спустя полвека после публикации статей, каждая из которых была признана вехой в истории физики элементарных частиц, четверо из шести ученых - Англер, Хиггс, Гуральник и Хаген - официально приглашены на двухчасовой семинар ЦЕРН в Женеве. На нем официальные представители двух "соперничающих" коллабораций Большого адронного коллайдера, Фабиола Джианотти из ATLAS и Джо Инкандела из CMS, расскажут о последних сводках охоты на бозон Хиггса.

Физик из Колумбийского университета в Нью-Йорке Питер Войт (Peter Woit) в своем блоге Not Even Wrong отмечает, что предыдущее громкое заявление об открытии новой частицы ЦЕРН сделал 4 июля 1984 года, что тоже выпало на среду. Тогда "все прошло не так уж здорово", пишет ученый - физики объявили об обнаружении топ-кварка, или истинного кварка, массу которого оценили в 40 гигаэлектронвольт. На самом деле масса этой частицы составляет около 173 гигаэлектронвольт, и она оказалась слишком "тяжелой" для ускорителя ЦЕРНа того времени - обнаружили топ-кварк на американском коллайдере Теватрон только через 11 лет, в 1995 году.

"Но сейчас все совсем по-другому, результаты подтверждены двумя независимыми экспериментами, и их стандарты очень высоки", - подчеркнул Войт.

Частица, похожая на Хиггса

В конце июня целый ряд ученых-блогеров, постоянно следящих за новостями из ЦЕРНа, сообщили, что организация собирается представить на главной научной конференции по физике частиц ICHEP 2012 новые результаты поисков бозона Хиггса. С этого момента новостные агентства, "желтые" газеты и сами же блогеры начали жесточайшее соревнование, которое по масштабам, пожалуй, не уступало собственно "гонке" двух ускорителей, европейского БАКа и американского Теватрона.

Обе коллаборации Большого адронного коллайдера установили строгое эмбарго на распространение новых данных, однако во вторник, за день до "дня Х" (H-day), портал Nature News все же опубликовал заметку со ссылкой на неназванные источники, которые сообщили изданию, что обнаружена новая частица, "очень похожая на бозон Хиггса".

Масса обнаруженной частицы составляет около 125 гигаэлектронвольт, что близко к значениям, представленным ранее. В декабре 2011 года физики, работающие на детекторе ATLAS, объявили, что видят некоторое превышение сигнала над фоном в интервале от 116 до 130 гигаэлектронвольт. Группа CMS тогда же сообщала о признаках существования Хиггса в области масс между 115 и 127 гигаэлектронвольт.

Однако главной интригой и предметом тщательной охраны был не столько интервал массы бозона Хиггса, сколько статистическая значимость полученных результатов. В декабре этот показатель для детектора ATLAS составлял 2,8 стандартных отклонения (сигма) - это очень близко к уровню в три сигма, когда физики говорят о "свидетельствах" существования новой частицы. Завтра же, по данным Nature News, ученые, работающие с ATLAS и CMS, представят результаты со статистической значимостью от 4,5 до 5 сигма, а это уже практически открытие.

Источники осторожно подчеркивают, что для того, чтобы окончательно и бесповоротно "заклеймить" обнаруженную частицу как бозон Хиггса, потребуются дополнительные данные и их тщательный анализ, хотя ряд комментаторов склоняются к тому, что это "необходимые оговорки", с помощью которых ученые пытаются удержать сенсационный пыл представителей СМИ.

"Если нечто плавает в пруду и крякает как утка, наверное, небезосновательно считать это уткой, особенно когда ты ожидал обнаружить утку. Последующие наблюдения просто покажут нам, какого вида эта утка", - резюмирует физик Филипп Гиббс в своем блоге ViXra.org.

Привет из Америки

Американские физики из Фермилаба в некотором роде "выступили на разогреве" у европейских коллег, представив окончательные результаты более чем десятилетних поисков бозона Хиггса - по их данным, если частица существует, то ее масса находится в интервале от 115 до 135 гигаэлектронвольт. Уровень статистической значимости этого результата для канала распада бозона на два высокоэнергетических гамма-фотона составляет 2,9 стандартных отклонения (сигма).

Руководитель коллаборации D0 Дмитрий Денисов пояснил РИА Новости, что после "переобработки" всех данных, собранных на Теватроне за последние десять лет его работы, с новыми алгоритмами ученые увидели события образования и распада бозона Хиггса. Этот результат, по его словам, потребует подтверждения другими экспериментами, в том числе на Большом адронном коллайдере, но "мало у кого здесь в Фермилабе есть сомнения".

"Мы на Теватроне знаем, как открывать частицы. Мы открыли топ-кварк, шесть новых барионов (частиц, состоящих из новых комбинаций кварков - ред.), процесс самых быстрых переходов между материей и антиматерией и много других новых процессов. То, что мы видим в наших данных по Хиггсу, полностью напоминает мне все предыдущие открытия - все указания, в различных каналах и независимо для двух экспериментов в Фермилабе, CDF и D0, все указывает на то, что бозон Хиггса существует", - сказал Денисов.

Он признал, что еще пять месяцев назад был скептиком и ожидал, что "если не в марте, то этим летом мы покажем, что Хиггса нет, и нужна новая теория для объяснения массы всех частиц".

"Но эксперимент убедительно показал, что бозон Хиггса существует, и это торжество и теории, и эксперимента", - подчеркнул ученый.

Денисов также добавил, что большой вклад в этот результат внесли и российские ученые - в эксперименте D0 работает около 100 представителей Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Института физики высоких энергий (ИФВЭ) в Протвино, МГУ имени Ломоносова, Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) и Петербургского института ядерной физики имени Константинова (ПИЯФ).

Новое начало

Пока газеты упражняются в сравнениях ожидаемых результатов то с "отпечатками пальцев", то с "окаменевшими следами" бозона Хиггса, сами герои недели, как экспериментаторы в ЦЕРН, так и физики-теоретики, похоже, уже вовсю рассуждают о том, что будет, когда закончится трансляция семинара, и отгремят аплодисменты.

Официальный представитель коллаборации CMS Джо Инкандела, который будет выступать на семинаре в среду, в своей колонке для журнала Symmetry подчеркивает, что СМИ и обществу нужно обратить больше внимания не на очевидный "гамлетовский" вопрос - быть или не быть бозону Хиггса - а на другой, куда более важный: "Что дальше?".

Инкандела сравнивает открытие частицы с обнаружением гробницы фараона Тутанхамона: археолог Говард Картер потратил на ее поиски в Долине Царей пять лет и сначала обнаружил лишь каменную ступеньку в основании другой гробницы. Затем команда Картера нашла дверь с печатями фараонов и лишь спустя несколько недель работы - порог этого входа в гробницу, где было написано имя Тутанхамона. Тогда, пишет представитель CMS, "уже становилось ясно, что именно нашли археологи, но они же не объявили об открытии, собрали вещи и уехали - все самое удивительное было еще впереди".

"Может быть, мы нашли такой бозон Хиггса, какой искали. Может быть, мы нашли частицу, похожую на бозон Хиггса, которая по своим свойствам немного отличается от того, чего мы ожидали. Возможно, мы вообще нашли совершенно иную частицу. Исследование всех этих "комнат" может привести нас к "дверям" в новую физику за пределами Стандартной модели", - пишет ученый.

"Чем бы ни закончился поиск бозона Хиггса, открытия только начинаются", - заключил Инкандела.

http://ria.ru/science/20120703/691013919.html

[instml]

Началась трансляция с семинара в Церне

http://webcast.web.cern.ch/webcast/play_higgs.html

[instml]

Нашелся новый бозон, 125,3 плюс-минус 0,6

[testest]

Нашелся новый бозон, 125,3 плюс-минус 0,6

Вероятность 4,9 сигма. А надо 5. Ждем, может, ATLAS обрадует.

Ну вот и все. У ATLAS масса 126,5 ГэВ и надежность 5 сигма. Но об открытии официально не объявляют.

[FarEcho]

... Ну вот и все. У ATLAS масса 126,5 ГэВ и надежность 5 сигма. Но об открытии официально не объявляют.

Не объявляют, потому что еще не все. Основная интрига ведь собственно не в открытии новой частицы, а в том, будет ли подтверждена Стандартная модель или нет. По массе - это бозон Хиггса, но надо подтвердить нулевой спин. В этом пока точности не хватает.

[ssb]

Вероятность 4,9 сигма. А надо 5. Ждем, может, ATLAS обрадует.

Ну вот и все. У ATLAS масса 126,5 ГэВ и надежность 5 сигма. Но об открытии официально не объявляют.

ATLAS сжульничал -- не включил результаты по H->tautau, из-за которого у CMS'а достоверность ниже 5 сигма упала

(презентации в итоге оказались тут: http://indico.cern.ch/conferenceOtherViews.py?confId=197461&view=standard )

[Виктор Левашов]

Так и что мы имеем? Он или похож просто?

[ssb]

Так и что мы имеем? Он или похож просто?

Ответ на вопрос "а точно ли это ОН?" требует ещё данных, думаю через год скажут точно.  На данный момент статистики достаточно лишь для того чтобы заявить о достоверном (5 сигма) превышении над фоном в (некоторых из) тех каналах, в которых ищется хиггсов бозон стандартной модели на указанной энергии.  Это не тоже самое и на ответы на другие вопросы статистики пока недостаточно.

[Старый]

В процессе охоты на утку в пруду поймана неведомая фигня которая выглядит как утка, плавает как утка, ходит как утка и крякает как утка. Сейчас выясняют вопрос: а не утка ли это?

[sychbird]

В процессе охоты на утку в пруду поймана неведомая фигня которая выглядит как утка, плавает как утка, ходит как утка и крякает как утка. Сейчас выясняют вопрос: а не утка ли это?

Ну вот яйцо снесет, и будет всем счастье!  

А вообще-то выяснять будут породу утки. И ее взаимоотношение с типографией.  :wink:

[m-s Gelezniak]

В процессе охоты на утку в пруду поймана неведомая фигня которая выглядит как утка, плавает как утка, ходит как утка и крякает как утка. Сейчас выясняют вопрос: а не утка ли это?

С кряканьем еще не определились.

[Ярослав]

а может это просто свалилось нечто вроде фарша из свинины-телятины-курятины, и фрикадельку эту подобрали и думают - а не утка ли это ?

[Feol]

В процессе охоты на утку в пруду поймана неведомая фигня которая выглядит как утка, плавает как утка, ходит как утка и крякает как утка. Сейчас выясняют вопрос: а не утка ли это?

Можно и так:
В процессе охоты на утку путем стрельбы из 85мм зенитных пушек несколькими солдатами из батальона уловлен запах, похожий на запах палёного мяса. Требуется установить, существуют ли в природе утки.  

[mihalchuk]

В процессе охоты на утку в пруду поймана неведомая фигня которая выглядит как утка, плавает как утка, ходит как утка и крякает как утка. Сейчас выясняют вопрос: а не утка ли это?

А вдруг селезень?

[Дмитрий В.]

"Агромный коллайдер"

[LRV_75]

"Агромный коллайдер"

Этот Агромный коллайдер еще и Адронный. Честно говоря, каюсь, у меня жуткие ассоциации      Я так понял там бозонов миллионы, но они умудрились там вычислить бозон Хиггса, ужос  

[m-s Gelezniak]

"А хотите я его стукну. Он станет, фиолэтовый в крапинку" (С) ТТП.

[Grumant]

Бозон Хиггса десятки лет живёт в научной литературе, пора бы и найти. Хотя бы методом статистических натяжек.

[m-s Gelezniak]

Бозон Хиггса десятки лет живёт в научной литературе, пора бы и найти. Хотя бы методом статистических натяжек.

Дело в том что статистически, по данной методике, можно бозон Хиггса с ушами отдетектить. Было бы время.

[bykovsky]

Уравнение Шрёдингера и бозон Хиггса, если связь... в краткм виде.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/Изображение0001.png/175px-Изображение0001.png
http://ru.wikipedia.org/wiki/Электронное_облако

«электронное облако — это наглядная модель, отражающая поведение электрона в атоме или молекуле.
В первое время после появления знаменитого волнового уравнения Э. Шрёдингера предпринималось много попыток выяснить возможный физический смысл волновой функции и разработать модель поведения электрона в атоме. Э. Шрёдингер с самого начала говорил о «размазанном электроне», заряд которого также размазан по пространству и распределён по пучностям колебаний, предложил понятие «волнового пакета».
Примечание:
То есть моделью частицы по Шрёдингеру является осциллирующий или пульсирующий или вибрирующий пакет волн, (объект описываемый волновой функцией, то есть синусоидой). Обладающий набором квантовых чисел – аналог многоуровневости, некоторая взаимосвязь между уровнями материи.
Именно так и создавалась предлагаемая нами модель частицы – «многоуровневый осциллятор», то есть полученные квантовые числа соответствуют квантовым числам  1 к 1. И одновременно как хотел Шрёдингер это многоуровневый пакт волн, механистически имеющий или внутренне обладающий пределом скорости и вытекающими отсюда релятивистскими эффектами. Здесь 1 к 1 нет, зависимость возрастания энергии от скорости квадратичная но дополнительно есть поправка.
Вообще сам «конфликт» между Борном и Шрёдингером именно из за Эйнштейна, а не сам по себе. Если разложить осциллятор на составляющие, то без превышения скорости света в глубину его не собрать. Это неизбежное следствие «распределения Максвелла»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Распределение_Максвелла
http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom2/ch5/texthtml/ch5_4.htm
То есть распределение Максвелла указывает на спектр скоростей микроосцилляторов.
Ясно дело никто не хотел обижать Альберта из за никому неизвестного осциллятора, само введение которого автоматически подразумевает последовательную иерархию микро и микро осцилляторов. Что в свое время предусматривал и Фарадей и Максвелл.
МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/1621/МАКСВЕЛЛА
http://www.booklists.narod.ru/P_Physics/PS_Solid_state/PSa_Applications/Leshe_A.___A.Loesche___Fizika_molekul__Mir__1987__ru__T__227s__PSa_.2.htm
И если быть последовательным, то «НЕЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ» излучение есть нечто иное как излучение микрополя осцилляторов при ускорении.
«Однако физики отнеслись критически к этой модели. Макс Борн показал, что эти волны следует толковать статистически с точки зрения теории вероятности. Сами же волны не материальны, они лишь математические выражения, которыми описывается вероятность обнаружения электрона в той или иной точке пространства.
(ВСЕ ЭТО ПРОДЕЛАННО С ВЕЩЕСТВОМ ВО ИМЯ спасения ИМЕНИ АЛЬБЕРТА И ЕГО СПОКОЙСТВИЯ, ТО ЕСТЬ ОТКАЗ ОТ МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНОГО ОСЦИЛЛЯТОРА С НАТУРАЛЬНЫМИ РАСЧЕТАМИ СКОРОСТЕЙ ВНУТРИ МОДЕЛИ)
В качестве модели состояния электрона в атоме в квантовой механике принято представление об электронном облаке, плотность соответствующих участков которого пропорциональна вероятности обнаружить там электрон в процессе наблюдения. Одна из возможных форм электронного облака в атоме показана на рис.1. Электронное облако окажется наиболее плотным там, где наибольшее число точек, то есть в областях наиболее вероятного обнаружения электрона[1]. Следует отметить, что неверной является интерпретация, согласно которой плотность облака указывает на вероятность нахождения в данной точке электрона, электрон, вообще говоря, не локализован в какой-либо точке пространства.
Имеются и другие способы изображения распределения электронной плотности относительно ядра (рис.2).
(ИМЕЮТСЯ И ДРУГИЕ СПОСОБЫ СКАЗАТЬ ОБРАТНОЕ – ЧЕЛОВЕК В ШЛЯПЕ НЕ ОЗНАЧАЕТ ЧЕЛОВЕК В ШЛЯПЕ ИЛИ (рельсы вовсе не означают рельсы»)
Кривая радиального распределения вероятности нахождения электрона в атоме водорода показывает, что вероятность обнаружения электрона максимальна в тонком шаровом слое с центром в точке расположения протона и радиусом, равным боровскому радиусу a0[2].

Более размытое облако плотности вероятности, полученное при квантово-механическом рассмотрении, значительно отличается от результатов теории Бора и согласуется с принципами неопределённости Гейзенберга.[3].
Электронное облако наиболее часто изображают в виде граничной поверхности (охватывающей примерно 90 % электронного облака). При этом обозначение плотности с помощью точек опускают (рис.3).»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Электронное_облако
«Электронная плотность — плотность вероятности обнаружения электрона в данной точке пространства.
Рассмотрим водородоподобный атом - систему из двух зарядов: положительно заряженного тяжёлого ядра, окруженного симметричной сферой отрицательного электричества — электроном, вероятность обнаружения которого распределена сферически симметрично вокруг ядра; изображается в виде облака. Таким образом, у атома водорода (и ему подобных) в основном состоянии электронная плотность зависит только от расстояния до ядра и одинакова в любой точке сферы. Это состояние электрона характеризуется нулевым орбитальным моментом импульса (так называемое s-состояние). В возбуждённых состояниях с отличным от нуля орбитальным моментом электрона (p-, d-, f-... состояния) сферическая симметрия электронной плотности отсутствует.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Электронная_плотность
«Атомная орбиталь — одноэлектронная волновая функция, полученная решением уравнения Шрёдингера для данного атома[1], задается главным n, орбитальным l и магнитным m квантовыми числами.
Волновая функция рассчитывается по волновому уравнению Шрёдингера в рамках одноэлектронного приближения (метод Хартри - Фока) как волновая функция электрона, находящегося в самосогласованном поле, создаваемым ядром атома со всеми остальными электронами атома.

Сам Э.Шрёдингер рассматривал электрон в атоме как отрицательно заряженное облако, плотность которого пропорциональна квадрату значения волновой функции в соответствующей точке атома. В таком виде понятие электронного облака было воспринято и в теоретической химии.
Однако большинство физиков не разделяли убеждений Э.Шрёдингера - доказательства существования электрона как "отрицательно заряженного облака" не было. Макс Борн обосновал вероятностную трактовку квадрата волновой функции. В 1950г. Э.Шрёдингер в статье "Что такое элементарная частица?" вынужден согласиться с доводами М.Борна, которому в 1954 году присуждена Нобелевская премия по физике с формулировкой "За фундаментальное исследование в области квантовой механики, особенно за статистическую интерпретацию волновой функции".»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Атомная_орбиталь
Статистическая интерпретация волновой функции
«Он (Шрёдингер) рассматривал электрон не как частицу, но как некоторое распределение плотности, которое давалось квадратом его волновой функции |