Ovo je šesti nastavak priče o Higsovom bozonu. Prethodne delove možete naći u linkovima ispod teksta.
U prošlom tekstu bilo je reči o tome kako se u LHC-u “proizvodi” Higsov bozon, u ovom će biti više reči o tome šta se dešava nakon toga.

Nakon što se Higsov bozon proizvede, njega nije moguće direktno detektovati. To je zbog toga što se raspada brzo. Veoma brzo. Život mu je znatno kraći od milijarditog dela sekunde, kraći od vremena koje je potrebno fotonu (koji se kreće brzinom od 300 000km/s) da pređe s jednog kraja helijumovog atoma na drugi (prečnik helijumovog atoma je 62 piko metra, piko metar je trilioniti deo metra). Dakle potreban je neki indirektan način za njegovu detekciju.
Većina poznatih čestica nije stabilna i raspadaju se, izuzetak su ovih nekoliko čestica koje čine nas, i još par pride. One se tom prilikom raspadaju na, najčešće dve lakše čestice. Na koje dve čestice će se neka, nazovimo je roditelj čestica, raspasti zavisi u kojoj meri inače ta roditelj čestica interaguje sa tim česticama na koje se raspada. Prema tome, Higsov bozon najviše interaguje sa masivnim česticama, pa će se shodno tome najčešće raspadati na druge masivne čestice.

Na primer, pošto su kvarkovi masivniji od elektrona Higsov bozon će se češće raspadati na kvarkove nego na elektrone. Na osnovu ovoga pomisli li bi ste da se Higsov bozon ne može raspasti na fotone (i druge nemasivne čestice), taj rezon je ispravan, međutim on može indirektno da interaguje sa njima, pa je verovatnoća raspada Higsovog bozona na njih postojana, niska ali postojana.

Iznad sam koristio termin verovatnoća zbog toga što se ne može predvideti na šta će se tačno raspasti Higsov bozon, već samo verovatnoće. Verovatnoće raspada Higsovog bozona kakvog ga predviđa standardni model date su u dijagramu ispod.

Daklem, Higsov bozon će se u 57% slučajeva raspasti na bottom kvark/anti bottom kvark par. U 21% posto slučajeva u par W bozona, u 9% posto slučajeva par gluona i tako dalje. Pomenuću još i par fotona, koji na dijagramu spadaju pod “ostale” za koje je verovatnoća od 0,2%. Ovaj dijagram važi za Higsov bozon mase 125GeV (poređenja radi, proton ima masu od oko 1GeV), za masivniji će važiti malo drugačija raspodela verovatnoća. Primetićete da na gornjem dijagramu nema najmasivnije poznate čestice, Top kvarka, to je zbog toga što je njegova masa 173GeV, pa se Higsov bozon mase 125GeV ne može raspasti na njega.

Možda će vas zbuniti ova jedinica GeV (Giga elektron Volt), budući da je ona jedinica za energiju ne za masu. Setite se čuvene Ajnštajnove relacije koja povezuje masu i energiju E=mc^2, ako bi odatle izrazili masu dobili bi m=E/c^2. Vidimo da se masa može izraziti i preko energije, isto važi i za jedinice. Strogo gledano gore navedena masa bi trebala da se napiše ovako 125GeV/c^2, ali fizičari više vole ovu skraćenu verziju.

Dakle, Higsov bozon se ne detektuje direktno, već se detektuju čestice koju su produkt njegovog raspada. Glavni problem ovde leži u tome što se sve gore navedene čestice mogu proizvesti i drugim mehanizmima. Setite se iz prethodnog članka da postoji više načina da se proizvede Higsov bozon (sudarom kvarkova, gluona iz dva različita protona i sl. ) međutim ti sudari mogu takođe proizvesti i čestice iz gornjeg dijagrama direktno, bez prethodne proizvodnje Higsovog bozona. Međutim, ta direktna proizvodnja gore navedenih čestica je ravnomerna, tj na rasponu masa od, recimo, 100GeV do, recimo, 200GeV postoji manje više jednaka raspodela, recimo bottom kvarka. Ono što fizičari traže jeste signal, tj. višak Bottom kvarka na nekom mestu u datom rasponu masa. Analogno situaciji u kojoj na analognom radio prijemniku okrećete tjuner, sa zvučnika čujete samo šum dok u jednom trenutku, na određenoj frekvenciji, ne ubodete signal, tj. radio stanicu. Dakle, kada se uoči signal na jednom kanalu (npr. Bottom kvark), onda se pretražuje drugi kanal (npr. W bozon) i proverava da li postoji signal na istom mestu, pa potom treći i td. Ovo je naravno uprošćena slika, ima tu još dosta suptilnosti i poteškoća, ali čisto da se shvati generalna ideja.

Šta se potom dešava, kao i to šta će se dešavati dalje u Lhc-u videće te u sledećem, poslednjem, članku iz ovog serijala.