Sára, Márió
-2 °C
1 °C
Index - In English In English Eng

A CERN szerint 12 anyagi részecske van

2012.12.14. 08:39
Bár a júniusban bejelentett Higgs–bozon-szerű bozon tulajdonságainak és jellemzőinek pontos meghatározása még várat magára, a kapott eredmények alapján folyamatosan bővül az a tudásanyag, amit az elemi részecskék világáról tudunk.

Majdnem teljesen biztos, hogy nem több és nem kevesebb, mint 12 anyagi részecske létezik, derült ki a Karlsruhei Tudományos Intézet (KIT), a CERN és a Humboldt Egyetem kutatóinak közös cikkéből. Az anyagi részecskék, vagy más néven fermionok a világegyetem építőelemei, minden, amit magunk körül látunk, belőlük épül fel. Az elemi részecskék másik fontos csoportja a közvetítő részecskéknek is nevezett bozonok.

„Azt eddig is tudtuk, mi a fermionok szerepe, de abban nem voltunk biztosak, hogy az összes fermiont ismerjük” – mondta Ulrich Nierste, a KIT munkatársa. A részecskefizika Standard Modelje 12 fermiont ismer, ezeket az azonos tulajdonságaik alapján három négyes csoportra, vagy más néven generációra lehet osztani. A generációk közül csak az első fordul elő érzékelhető mennyiségben a világban, ezek lényeges alkotóelemei az elektronoknak, illetve nehezebb részecskéket, például a protonokat és a neutronokat felépítő u- és d-kvarkoknak, így elmondható, hogy a fermionok a periódusos rendszer elemeinek, vagyis az anyagi világ fontos építőelemei.

„De ha az elsőből ennyi minden születik, vajon miért van szükség a fermionok második és a harmadik generációjára? És miért biztos, hogy nem létezik több generáció?” – teszik fel a fontos kérdéseket a KIT, a CERN és a Humboldt Egyetem kutatói a Physical Review Letters című szakfolyóiratban megjelent cikkükben. Igazi választ egyelőre csak a második kérdésre sikerült találni: az LHC és a Tevatron nevű részecskegyorsítók adatait elemezve 99,99999 százalékos, vagyis 5,3 szigma bizonyossággal elmondható, hogy a fermionoknak három generációja létezik csak. A kijelentéshez kellő adatok legfontosabb része a Higgs-bozon felfedezéséért folytatott kutatások közben keletkezett.

Az elmélet szerint a Higgs-bozon az a részecske, ami tömeget ad a többi elemi részecskének. Mivel a gyorsítókban folytatott kísérletek során nem keletkezett más fermion, mint az eleve megjósolt 12, azt kell feltételeznünk, hogy ha léteznek is, a tömegük nagyobb, mint az eddig felfedezett fermionoké. Ez egyben azt is jelentené, hogy sokkal erősebb kölcsönhatásba lépnének a Higgs-bozonnal, olyan erősbe, hogy az már lehetetlenné tette volna a Higgs-szerű részecske felfedezését. Ez a válasz végre konkrét választ ad a Standard Modellel kapcsolatos fontos kérdések egyikére, azonban a munkának még távolról sincs vége. Ha máson nem is, a júniusban felfedezett Higgs-szerű részecske pontos tulajdonságainak felmérésén még sokat kell dolgozniuk a tudósoknak, bár a CERN-ben dolgozó magyar tudósok várakozása szerint ezzel kapcsolatban is lesz egy fontos bejelentés, legkésőbb 2013 első negyedévében.