A klasszikus fizika nem tud magyarázatot adni a „provokatív” eredményekre – mondják a tudósok.

   Az „Isteni részecske” ténylegesen öt részből tevődhet össze, legalábbis az egyik új atom-szétverési kísérlet eredménye ezt támasztja alá.

A Higgs bozonnak, más néven Higgs-részecskének nevezett elméleti részecske létezését már régóta kutatták a fizikusok, akik szerint ő felelős az Univerzumban felhalmozódó valamennyi anyagért – innen a neve: Isteni részecske.

A márciusban a szub-atomos részecskék félerővel történő szétverésével kezdődő, a Nagy Hadron Gyyorsítóval (LHC) végzett kísérletek, egyik célja is e kérdés vizsgálata volt.

A fizika legelfogadottabb klasszikus modellje szerint valamennyi részecske úgy nyeri el saját tömegét, hogy Higgs bozonokkal ütközik. Néhány teória szerint azonban a Higgs bozon nem egységes valami, hanem több, hasonló tömegű, de különböző töltésű részecskékből áll.

                       A Tevatron részecskegyorsító laboratórium

A közelmúltban a bataviai (Illinois) Fermilab kutatói bejelentették, hogy több bizonyítékot is találtak erre a multi-partikuláris elméletre.

   Az egyetlen Isteni részecske elmélet nagy vitának néz elébe
Egy, a Tevatron részecskegyorsító laboratóriumában végzett, Dzero nevű kísérletben a kutatók az utóbbi időben kimutatták, hogy a protonok és antiprotonok ütközése gyakrabban vezetett anyagpárok képződéséhez, mint antianyag részecskék kialakulásához. „A különbség nagyon kicsi volt, kevesebb mint egy százalék, viszont ez azzal magyarázható, hogy olyan standard modellt használtak, amelyben egy egyedi Higgs-féle részecske volt” – mondta el Adam Martin, a tanulmány társszerzője, a Fermilab kutatója.

„Ez ténylegesen egy kis effektus, viszont még mindig nagyobb annál, mintha az eredeti  standard modell*-(AL)  valamennyi bizonytalanságát kiküszöbölnénk” – tette hozzá Martin.

Az egyetlen Higgs részecskével felállított standard modell önmagában nem elegendő a Dzero eredmények magyarázatához. A Dzero eredményeket azonban meg lehet magyarázni, ha elfogadjuk, hogy a Higgs-részecske valójában ö különálló részecskéből áll – ez a standard modell ún. két-Higgs kettős modellé történő kiterjesztése.

  „Amennyiben kiterjesztjük a  standard modellt, új részecskéket és új kölcsönhatásokat teszünk beléje” – mondta Martin, akinek az eredményeit mostanában publikálták a fizikai kutatásokat közlő arXiv.org weblapon. Ezek az új kölcsönhatások az anyag-ellenanyag különbözőséget kezelni tudják és ennek követketében a kísérletben nagyobb hatáshoz vezetnek.

   Megsokszorozódott Isteni anyag – meglehetősen nagy provokáció
Ha léteznek a megsokszorozódott Higgs-részecskék, akkor azok az anyaggal különbözőképpen léphetnek kölcsönhatásba, és ez egy sor, a standard modell mögött meglapuló, még fel nem fedezett fizikai jelenséghez vezethet el – mondják a kutatók. Martin szerint egy csomó elképzelés létezik a standard modell kiterjesztésére, ezek közt első lépésként több Higgs bozon hozzáadása lehetséges.

Chris Quigg szintén egy elméleti fizikus a Fermilabnál, aki viszont nem vett részt a kutatásban. „Bár eléggé provokatív, az eredmény egyelőre csak előzetesnek tekinthető” – hangsúlyozta. „Semmit nem tudok felhozni arra vonatkozólag, hogy miért kételkedem ilyen erősen az eredményekben, de ha valami ennyire váratlanul bukkan fel, és mellé még ilyen titokzatos is, több időt és utánajárást igényel” – mondotta Quigg. „Nem az a fontos, hogy gyorsan elkapkodjuk a dolgokat.”

Ha Martin munkacsoportja korrekt és a Higgs részecske tényleg öt különálló részecskéből áll, akkor annak Svájcban az LHC-vel detektálhatónak kellett volna lennie. „A mi értelmezésünk szerint ezek a Higgs-ek nem olyan nehezek, hogy határozottan láthattuk volna őket az LHC tartományban” – mondta el Martin.

David Evans, a Birminghami Egyetem fizikusa és az LHC projektek vezetője e-mail-en azt nyilatkozta, hogy személyesen nem hinné, hogy hogy öt különböző Higgs-részecskével állunk szemben. „Ha viszont a dolog korrektnek bizonyul, az az LHC-t még izgalmasabbá teszi majd” – fogalmazott a szakember.

Szöveg: Ker Than/National Geographic

(AL)*  standard modell

   A részecskefizika jelenleg elfogadott elmélete, amely az elektromágneses, az erős és a gyenge kölcsönhatást, valamint az alapvető elemi részecskéket leíró kvantumtérelméletet foglalja magába.
Gyakran írják nagy kezdőbetűkkel: Standard Modell (SM).
Összhangban van a kvantummechanikával és a speciális relativitáselmélettel.
Majdnem minden kísérleti teszt igazolja jóslatait, a kivételek legjelentősebbike a még meg nem talált Higgs-bozon.
A modell közvetlen előzményei az elektrogyenge kölcsönhatások elmélete (Glashow-Weinberg-Salam modell), illetve az erős kölcsönhatások elmélete (kvantum-színdinamika).

   A standard modell írja le az összes ismert folyamatot a részecskék világában. Ez az első időszak a történelem folyamán, hogy az anyag belső szerkezetének és az anyagban ható erőknek ilyen teljes leírása létezik.

A standard modell szerint a részecskék három családba sorolhatók.
A körülöttünk látható összes anyag u és d kvarkból valamint elektronból épül fel: ezek mindegyike az első (zölddel jelzett) családhoz tartozik.
A korai világegyetemben mindhárom család jelentős volt, de azóta a második (sárgával jelölt) család és a harmadik (pirossal jelölt) család elbomlott első családba tartozó részecskékre.

   A standard modell a természet három alapvető kölcsönhatását is leírja.
     - a gyenge kölcsönhatás minden részecskére hat
     - az elektromágneses kölcsönhatás a töltött leptonokra és a kvarkokra 
     - az erős kölcsönhatás csak a kvarkokra hat