Ovo je sedmi, i poslednji nastavak serijala o Higsovom bozonu, linkove ka prethodnim delovima možete naći ispod teksta.

U prošlom članku smo videli da se Higsov bozon detektuje indirektno preko čestica na koje se raspada. Problem nastaje zbog toga što se te iste čestice mogu nastati kao rezultat drugih procesa i na taj način stvaraju statistički šum koji otežava uočavanje pravog signala (vidi prethodni članak za više detalja) .

Zbog toga što je prisutan gore opisani (statistički) šum, potrebna je velika količina podataka, ne bi li se sa sigurnošću ustvrdilo da je reč o stvarnom signalu, a ne o statističkoj fluktuaciji. Evo još jedne analogije, koja će nadam se ovo da vam približi. Zamislite da ja dođem kod vas i izjavim da posedujem telekinetičke sposobnosti i da mogu da utičem da bačeni novčić uvek pada “pismom” na vrhu. Vi bi ste naravno testirali tu moju tvrdnju i bacili novčić. Ako bi palo pismo, da li biste mi poverovali? Pa ne bi, znate u startu da postoji verovatnoća od 50% da padne pismo. Ako bi pismo palo i nakon drugog bacanja, da li biste mi onda poverovali? Pa opet ne bi, znate i dalje da postoji velika verovatnoća da pismo padne dva puta za redom. Nakon petog pogotka bi ste verovatno već podigli obrvu, ali bi ste verovatno tražili još bacanja da bi bili apsolutno sigurni.

Isto tako, postoji verovatnoća da se igrom slučaja pojavi lažni signal na nekom mestu, međutim sa dovoljnim brojem podataka taj lažni signal vremenom nestaje (stapa se u šum), slično kao što će te vi, nakon dovoljno bacanja novčića, nesumnjivo, ustvrditi da su moje tvrdnje o mojim telekinetičkim sposobnostima najobičnije bljezgarije.

Zbog toga će te čuti kako fizičari čestica rezultate izražavaju u statističkoj pouzdanosti. Tako je letos objavljeno otkriće bozona, na masi od oko 125GeV/C^2 za koji se veruje da je Higsov, sa pouzdanošću od oko 5 sigma (poznavaoci statistike prepoznaće da se radi o standardnoj devijaciji), to prevedeno na procente znači pouzdanost od 99.999942%, što je dovoljno da se proglasi otkriće. Prema tome, fizičari su, koliko sam ja pratio, manje više jednoglasni u tome da je novi bozon otkriven, i da se taj bozon ponaša slično Higsovom bozonu (raspada se na način koji se očekuje od Higsovog bozona).

Međutim, budući da nisu svi kanali obrađeni, potrebno je da se još podataka prikupi ne bi li se sa sigurnošću ustvrdilo da se zapravo radi o Higsovom bozonu, a potom da li se taj Higsov bozon ponaša u skladu sa onim što predviđa standardni model (vidi četvrti članak). To se utvrđuje tako što se verovatnoće raspadanja koje predviđa teorija proveravaju sa onim što je zapaženo, svako odstupanje ukazuje na novi efekat, tj. ako se recimo, ustanovi da se Higsov bozon raspada na bottom kvark češće od predviđenih 57% procenta (vidi prethodni članak), znači da bottom kvark dobija masu kroz interakciju sa Higsovim poljem na komplikovaniji način od onog koji standardni model predviđa. Inače, za utvrđivanje da li je novo-otkriveni bozon zapravo Higsov bozon posebno je bitan raspad na W bozone, zbog toga što je Higsov bozon jedina čestica od koje se očekuje da se raspada na W bozone u znatno većoj meri nego na fotone.

Šta se zna o novo-otkrivenoj čestici? Zna se da joj je masa 125GeV/c^2, zna se da je u pitanju bozon, zna se da ne interaguje direktno sa gluonima (kao što se očekuje od Higsovog bozona, vidi peti članak), i podaci ukazuju da u većoj meri interaguje sa W bozonima nego sa fotonima (upravo ono što se očekuje od Higsovog bozona), premda je za ovo poslednje potrebno još podataka ne bi li efekat bio nedvosmisleno potvrđen. Drugim rečima, i ako još uvek nije definitivno potvrđeno, sve ukazuje da se radi o Higsovom bozonu.

Sledeće pitanje koje se postavlja jeste da li je u pitanju Higsov bozon kakvog predviđa standardni model ili neka komplikovanija varijanta. Postoji slabašna naznaka (sa pouzdanošću od oko 2 sigma), da je stopa raspada na fotone nešto viša od one koju predviđa standardni model, što, ukoliko je efekat stvaran, znači da čestice dobijaju masu nešto komplikovanijim mehanizmom od onog koji standardni model predviđa, i to otvara vrata koja vode direktno ka novoj fizici, takozvanoj fizici iza standardnog modela (setite se, standardni model nije kompletna teorija, u njemu nema ničeg o gravitaciji, niti objašnjava tamnu materiju i tamnu energiju).

Međutim, potrebno je još podataka ne bi li se ustvrdilo da li je efekat stvaran ili ne.
Prema tome, ako želite ubuduće da pratite dešavanja u LHC-u ovo su stvari na koju treba da obratite pažnju – da li je raspad čestice na W bozone znatno veći od raspada na fotone (da ponovim, to bi trebalo da ukaže da li se definitivno radi o Higsovom bozonu), zatim, da li raspadi odstupaju od teorijskih predviđanja, a posebno obratite pažnju na gore pomenuti raspad na fotone (to bi, da ponovim, trebalo da ukaže da li posredi imamo novu fiziku).

Za kraj, možda ste čuli nešto o tome kako postoji mogućnost da LHC dovede do smaka sveta, u ovom klipu je to iznenađujuće dobro pojašnjeno.