Csak pletyka volt, hogy az amerikaiak lekörözik az LHC-t

A pletykát Tommaso Dorigo, a Padovai Egyetem fizikusa indította el, aki blogjában írt egy titokzatos kísérlet eredményeiről: „Két különböző, egymástól független forrásból is azt hallottam, hogy egy, a Tevatronban végzett kísérlet halvány bizonyítékkal szolgált a Higgs-bozon jelenlétére. Egyesek azt mondják, háromszigmás jelenséggel van dolgunk, mások egyszerűen csak váratlan eredményeket emlegetnek." A három szigma, amelyre Dorigo utal, a tudományban azt jelenti, hogy egyetlen mérési eredmény sem tér el a várható értéktől a középhiba háromszorosánál nagyobb mértékben; a szigma a statisztikában egy ingadozást kifejező paraméter, minél nagyobb a szigma értéke, annál valószínűbb, hogy a várt eredményt hozza egy kísérlet.

Dorigo blogbejegyzése azonban túlságosan szenzációhajhásznak bizonyult. A New Scientistnek kedden nyilatkozott egy másik olasz fizikus, Simona Rolli, aki kollégáival a Tevatron kísérletein dolgozik. Ő azt mondta, nem tud arról, hogy a Higgs-bozonra utaló jelek lennének az amerikai gyorsítónál. A Fermilab twitteroldalán sarkosabban fogalmazott: "Szögezzük le: a pletyka, amiket egy hírnevet hajszoló blogger terjeszt, csak pletyka, semmi több."

Porból lettünk

A Fermilab szakemberei ugyanakkor valóban a bozon megtalálásán fáradoznak: tavaly februárban jelentették be, hogy a Tevatron részecskegyorsító 2009 végén várható lekapcsolása miatt felgyorsítják kísérleteiket, és a hátralévő időben annyi ütköztetést hajtanak végre, amennyit csak tudnak. Céljuk, hogy két éven belül, azaz 2011-ig megtalálhassák a Higgs-bozont, a részecskefizika Szent Grálját. A Tevatront eredetileg az LHC 2008-as beüzemelése tette volna feleslegessé, a svájci szerkezet korábbi hosszú kényszerszünete miatt azonban még mindig működtetik, és akár 2012-ig is működhet.

A Higgs-bozon nevű elemi részecske létezését még 1964-ben jósolta meg Peter Higgs fizikus, aki azt akarta megmagyarázni, hová tűnik el a tömeg, amikor az anyag egyre kisebb atomon belüli részecskékké törik szét. Feltételezése szerint az ősrobbanás pillanatában tömeg nélküli volt az anyag, majd hirtelen tömeget nyert egy mezőnek köszönhetően. Az azóta Higgs-mezőnek nevezett jelenséget a feltételezések szerint a Higgs-bozon közvetíti, ez a részecske ad tömeget a többi részecskének.

A Higgs-bozont isteni részecskeként is emlegetik, bár a fizikusok többnyire nem szeretik ezt az elnevezést – Leon Lederman Nobel-díjas fizikus annak idején például az „istenverte részecske" nevet javasolta. A részecske a kvantumfizika szinte összes elméletébe beleillik. A részecskefizika standard modelljéből, vagyis a négy alapvető fizikai kölcsönhatásból hármat – az elektromágneses, az erős és a gyenge kölcsönhatást – egyesítő modellből már csak ez hiányzik, hogy teljes legyen. Felfedezése az elmélet kidolgozásának évszázados munkáját igazolná és zárná le, míg létezésének cáfolata teljesen új irányba terelné a fizikát.

Kicsi a bors, de beelőz?

A Tevatronban már 1987 óta próbálkoznak a részecske felfedezésével, mindeddig sikertelenül. Ha azonban az emlegetett kísérletben valóban olyan eredmények születtek, amelyek bizonyítékkal szolgálnak a kutatásban, az nemcsak óriási szenzáció lenne a tudományos világ számára, de az LHC-t működtető európai kutatóintézet, a CERN kutatóinak igen nagy presztízsveszteséget is jelentene. A Genf melletti részecskegyorsító megépítését ugyanis főként a Higgs-bozon kutatása motiválta.

Az LHC elérhető csúcsenergiája több mint hétszeresen meghaladja a Tevatronét, amelynek korábbi rekordját, az 1,96 teraelektronvoltos (TeV) energiaszinten elvégzett ütközéseket már februárban megdöntötte a maga 2,36 TeV-es ütközéseivel. Végső teljesítménye 14 TeV lehet, amivel jóval esélyesebbek gondolják a kutatók a részecske megtalálására. Persze a mostani vaklárma ellenére előfordulhat, hogy a CERN későn szállt be a versenybe, és a Higgs-bozont az amerikaiak találják meg előbb.

Az LHC kutatóinak egyelőre nincsen elég, a kísérletekből származó adatuk ahhoz, hogy egyáltalán esélyük legyen rábukkanni a részecskére. Maga az LHC projektvezetője, Lyn Evans Denisov is elismerte tavaly év elején, hogy az előny, amit az amerikaiak a svájci részcskegyorsító leállása miatt a kaptak, könnyen azt eredményezheti, hogy ők bukkannak rá először a Higgs-bozonra. Más vetélytársakkal nem kell számolniuk, mivel a világon nem akad másik, hasonló teljesítményű részecskegyorsító.

Az LHC persze akkor sem válik feleslegessé, ha a Higgs-bozont az amerikaiak találják meg először, a szerkezet számos olyan kísérlet elvégzésére is alkalmas, amelyekre más részecskegyorsítók nem. Itt végzik el többek között az ősanyagként is emlegetett kvark-gluon plazmával kapcsolatos kísérleteket, amelyet mindeddig csak számítógépes szimulációk útján voltak képesek a vizsgálni a fizikusok, és ami ugyancsak az elméleti fizika legnagyobb rejtélyei közé tartozik.