Higgs-bozon

A nagy hadronütköztető gyűrű (LHC) fizikusai szimulálták, hogy milyen képet kell kapnunk a gyorsítóban, ha a fizikai elképzelésünk helyes a Higgs-bozonról. Ez egy lehetséges kép a CMS-kísérletben egy olyan eseményről, amelyben Higgs-bozon keletkezett

A Higgs-bozon vagy Higgs-részecske egy olyan feltételezett részecske, amelyet a részecskefizika standard modellje jósolt meg. Ez a részecske a közvetítője a Higgs-térnek és ez felelős a többi részecske tömegéért. Még nem figyelték meg. A Higgs-mező klasszikusan (tehát nem kvantáltan) is felírható a speciális relativitáselméletben, ekkor mint egy négyes skalár mező jelenik meg, és befolyásolja a részecskék nyugalmi tömegét.

A Higgs-bozont, amelyet gyakran isteni részecskének is neveznek, először Peter Higgs angol fizikus jósolta meg 1960-ban. A Higgs-mechanizmust, amely tömeget ad a részecskéknek, eredetileg az elektrogyenge kölcsönhatás elméletének kialakításakor feltételezték annak a magyarázatára, hogy miért van a W- és Z-bozonoknak tömegük.

A Higgs-bozon maga is rendelkezik tömeggel. A LEP gyorsító eredményei alapján jelenleg 95%-os biztonsággal állítható, hogy a Higgs, ha létezik, akkor nem kisebb 117 GeV-nál. Az őt leíró elmélet ellentmondásossá válik 251 GeV tömeg fölött.

Ha a tömege 117 és 181 GeV között van, akkor a Standard modell egészen majdnem a Planck-skáláig érvényes marad, és nem lesz "új részecskefizika" a Planck-modell skálája fölött. Közvetett, részben asztrofizikai bizonyítékok alapján inkább azt várják, hogy lesz.

Részecskegyorsítókkal megvizsgálták a 117 GeV-ig terjedő energiatartományt, és van néhány olyan esemény, amely úgy is értelmezhető, hogy akár Higgs-bozonból is származhat, de ez nem egyértelmű. Azt várják a fizikusok, hogy a nagy hadronütköztető-gyűrű, az LHC, amely 2008 szeptember 10-én kezdte meg a működését a CERN-ben, képes lesz felfedezni a Higgs-bozont.

Mivel a Higgs-tér skalártér, a Higgs-bozon spinje nulla.

Referencia

• Leon Lederman: Az isteni a-tom. Typotex Kiadó, 2007. ISBN 978-963-9664-32-6

A könyv középiskolai ismeretekkel érthetően ír a fizika fejlődéséről, a legelemibb részecskék kereséséről. Kiemelt rész foglalkozik a Higgs-bozon, az Isten-részecske keresésével.

Külső hivatkozások

Magyarul

• Szillási Zoltán: Higgs-bozonok keresése, Természet Világa, 2000 Mikrovilág különszám
• Horváth Dezső: Higgs-bozonok keresése az OPAL-együttműködésben, Fizikai Szemle 2003/4, 122.

Angolul

• Higgs physics at the LHC
• The Higgs Boson by the CERN exploratorium
• The God Particle and the Grid by Richard Martin
• 1993-ban a brit tudományügyi miniszter, William Waldegrave, arra kérte az elméleti fizikusokat, hogy legfeljebb egy oldalon magyarázzák már el, hogy „Mi az a Higgs-bozon, és miért kell megtalálni?” Íme az eredmény (angolul).
• Higgs boson on the horizon
• Fermilab Results Change Estimated Mass Of Postulated Higgs Boson
• Quark experiment predicts heavier Higgs