Физики могут обнаружить бозон Хиггса еще до запуска БАК

Ученые из Национальной физической лаборатории им Ферми в США намерены до конца будущего года при помощи ускорителя элементарных частиц Теватрон, являющегося мощнейшим в США, доказать на практике существование бозона Хиггса. По словам американских физиков, вероятность обнаружения бозона Хиггса при помощи современной техники, имеющейся у них в распоряжении, составляет около 50%.

Ускоритель частиц Теватрон способен производить высокоэнергетические частицы, образующиеся в результате столкновения протонов и электронов в атомах различных веществ. Бозон Хиггса является элементарной частицей, существование которой сейчас доказано лишь в теории, однако в рамках стандартной физической модели этот бозон отвечает за массу вещества. На предположении о существовании этого элемента строится вся физика элементарных частиц и в том случае, если будет доказано отсутствие такого элемента в природе, то базовые физические принципы, такие как масса, энергия и другие характеристики окажутся скомпрометированы.

Именно c целью поиска этой частицы был создан Большой Адронный Коллайдер в Европе, но до полноценного запуска этого ускорителя еще как минимум 6 месяцев. "Мы не пытаемся гнаться за CERN, мы даже в некотором смысле помогаем работе большого ускорителя, но вполне может оказаться, что поиск бозона Хиггса окажется делом куда более сложным", - отмечает директор Лаборатории Ферми Пьер Оддон.

Оддон говорит, что прежние опыты и теоретические модели предсказывают, что бозон Хиггса должен иметь массу эквивалентную промежутку 114-184 миллиарда электрон-вольт. Этот спектр входит в зону достижимости ускорителя Теватрон, что позволяет надеяться на обнаружение частицы еще до того, как она может быть найдена при помощи опытов на Большом Адронном Коллайдере.

В 2001 году была проведена повторная обработка данных эксперимента D0 по определению массы t-кварка, проводившегося на синхротроне Теватрон, в ходе этой обработки была получена уточнённая оценка массы, что привело к переоценке верхней границы массы бозона Хиггса до 251 ГэВ.

В прошлом году физики-ядерщики из Лаборатории Ферми в рамках опытов с ускорителем, расположенным в Чикаго, пришли к заключению, что верхний энергетический диапазон бозона Хиггса вряд ли превышает 170 гигаэлектрон-вольт (ГэВ), что еще больше повышает вероятность обнаружена частицы на уже имеющемся оборудовании.

По предварительным оценкам Дмитрия Денисова, физика из Лаборатории Ферми, в том случае, если верхний предел для бозона Хиггса составляет 150 гигаэлектрон-вольт (ГэВ), то его существование может быть доказано уже этим летом.

Поиски хиггсовского бозона в Европейском центре ядерных исследований на Большом электрон-позитронном коллайдере (эксперимент завершён в 2001 году) не увенчались успехом: были зафиксированы три события-кандидата на детекторе ALEPH при массе 114 ГэВ, два — на DELPHI и одно — на L3. Такое количество событий приблизительно соответствовало ожидавшемуся уровню фона.